Меркулов В.И., Дрогалин В.В. Авиационные системы радиоуправления. Том 2 (2003) (1151998), страница 30
Текст из файла (страница 30)
Информация передается по линии последовательным цифровым биполярным <!)азоманипулироваииым кодом в виде сообщений, состоящих из командных слов, слов данных и ответных слов. Массовость применения этой шины объясняется следующими факторами: 154 линейной архитектурой локальных сетей; возможностями резервирования; поддержкой как простых, так и интеллектуальных узлов; высокой электрической защищенностью; широкой доступностью компонентов; гарантированным детерминизмом в условиях реального времени.
Линейная архитектура локальных сетей идеально подходит для подключения распределенных устройств, находящихся на борту самолета или транспортного средства. По сравнению с двухточечными соединениями шина имеет меньшую длину соединительных кабелей (проводов), что обеспечивает снижение общего веса транспортного средства и экономию пространства (объема). Простота подключения и отключения узлов сети облегчает обслуживание и ремонт. Благодаря двойному резервированию шины, протокол по ГОСТ 26765.52-87 обеспечивает отказоустойчивость и автоматическое переключение на дополнительные каналы, прозрачные для программного обеспечения.
Суть поддержки как простых, так и интеллектуальных узлов состоит в том, что к шине могут подключаться как неинтеллектуальные устройства, обеспечивающие взаимодействие датчиков и исполнительных механизмов с системой, так и интеллектуальные (вычислительные) модули с распределенными подчиненными устройствами. Высокая электрическая защищенность обусловлена подключением узлов к шине через трансформатор, что обеспечивает полную электрическую изоляцию устройств от сети, снижая тем самым риск повреждения распределенных вычислительных средств.
Широкая доступность компонентов обеспечивается тем, что интегральные схемы для этой шины давно уже реализованы в стандартных корпусах для расширенного и военного температурных диапазонов и могут применяться в самых жестких условиях эксплуатации. Информация по шине передается в коде «Манчестер-2» (самосинхронизирующийся биполярный код без возвращения к нулю). Гарантированный детерминизм в условиях реального времени обеспечивается организацией обмена по типу команда-ответ, которая гарантирует предсказуемость взаимодействия устройств в условиях реального времени. Несмотря на все привлекательные стороны шины М11.-8ТО155ЗВ, которые способствовали ее широкой популярности, ее применение в более скоростных по обмену информацией военных системах сдерживается довольно низкой скоростью последовательной передачи данных — всего 1 Мбит/с.
155 Обеспечение необходимой помехоустойчивости при передаче информации, а также скорости ее передачи и расширения функциональных возможностей осуществляется применением ВОЛС. Волоконно-оптический кабель (световод) основан на использовании в качестве проводящей среды сверхпрозрачного стекловолокна. Теоретический предел пропускной способности световода определяется сотнями Гбит/с (на практике уже достигнута скорость в несколько Гбит/с). Помимо высокой скорости передачи к достоинствам световода следует отнести его высокую помехозащищенность, небольшую массу и способность передавать информацию на большие расстояния. К недостаткам — относятся трудности организации ответвлений (создание волоконно-оптических разветвителей).
В 1989 г, в США появился стандарт МП.-ЯТ13-1773, который совместим на уровне программных и основных технических средств сопряжений с протоколом обмена МП.-БТР-1553В, но рассчитан на применение ВОЛС с возможностью увеличения скорости передачи до 40 Мбит/с. Развитием стандарта ГОСТ 26765.52-87, которое позволяет увеличить скорость передачи данных до 20 Мбит/с, является стандарт ГОСТ Р 50832-95, базирующейся на технологии информационного обмена ЯТАНАО 3910. ГОСТ Р 50832-95 определяет использование дополнительной высокоскоростной шины (ВШ), реализованной на основе ВОЛС.
ВШ управляется низкоскоростной шиной (НШ) в соответствии с ГОСТ 26765.52-87. Скорость передачи данных по ВШ составляет 20 Мбит/с, а размер массивов передаваемых данных — до 4К 16-разрядных слов. При такой функциональной структуре шин обеспечивается сохранение централизованного доступа и наработок в области аппаратно-программных средств по ГОСТ 2675.52-87, а так же постепенное внедрение ВОЛС в отечественные бортовые системы реального времени. Современная отечественная цифровая элементная база в настоящее время также способна реализовать протоколы обмена со скоростью порядка 20 Мбит/с. Комплексирование радиоэлектронных датчиков в составе ИВС с использованием ГОСТ Р50832-95 следует рассматривать как заключительный этап применения апробированной и известной идеологии управления обменом с централизованным методом доступа.
В последнее время при разработке (модернизации) авиационных ВС реального времени в связи с усложнением организации обмена возникает проблема передачи постоянно возрастающих объемов информации. Экспертные оценки величин совокупного трафика на межсистемном уровне имеют достаточно большой разброс в получаемых оценках.
156 Нижняя оценка совокупного трафика порядка 10-15 Мбит/с характеризует современные эксплуатируемые авиационные ВС различных типов летательных аппаратов. Верхняя оценка совокупного трафика относится к предполагаемым перспективным ВС новых ЛА и составляет приблизительно 1 Гбит/с и более [60). Обеспечение таких скоростей обмена в настоящее время невозможно без использования стандартных протоколов передачи информации в локальных вычислительных сетях (ЛВС) общего применения с учетом особенностей функционирования аппаратуры авиационных ВС в реальном масштабе времени.
Если стоит задача проектирования ВС для перспективных ЛА следующего поколения, нужен выбор и внедрение перспективной единой унифицированной сети межсоединений авионики с использованием ВОЛС. При объединении большинства бортовых источников и приемников информации в авионике в единую сеть последняя должна обладать следующими основными характеристиками: приемлемой рыночной стоимостью и коммерческой жизнеспособностью; возможностью применения различных топологий физической среды в соответствии с протокольными ограничениями; технической скоростью передачи — не менее 1 Гбит/с на узел; величиной задержки доступа к сети <1 мкс; выполнением специальных требований к функционированию в реальном масштабе времени; отказоустойчивостью; надежностью, тестируемостью; ремонтопригодностью; небольшим форматом заголовка для наиболее часто используемых типов сообщений; одинаковой эффективностью передачи коротких и длинных по размеру сообщений в едином потоке; поддержкой режима одновременных реализаций множества сообщений; поддержкой передачи информации различного предназначения с различными характеристиками: команд и управляющей информации (требуемая скорость передачи единицы и десятки Гбит/с), тестовой информации, информации технического обслуживания, информации от датчиков и видеоинформации (требуемая скорость передачи единицы Гбит/с); малой величиной разрядной ошибки (Р„<10 ' ош/бит); реализацией функций обнаружения, коррекции и регистрации ошибок; 157 малым временем входа в синхронизацию при передаче информации (небольшой формат синхропреамбулы); минимальными мощностями потребления и компактными конструктивами.
В настоящее время наиболее распространены следующие сетевые технологии; ЗС! (масштабируемый когерентный интерфейс), называемая также расширяемый связный интерфейс (РСИ), Р(Ьге СЬаппе! (РС), Муппец АТМ (АзупсЬгопопз ТгапаГег Моде) и 018аЪЬ Е11зегпег (ОЕ) среди которых наиболее реальным кандидатом на применение в аппаратуре перспективных зарубежных систем управления вооружением является технология БС! (РСИ), которая соответствует общему представлению организации перспективных сетей на основе передачи сообщений и разделения общей памяти. Для БС1 имеется наряду с основным протоколом 1ЕЕЕ Зпй!596- 1992 ряд регламентирующих приложений к нему: 1ЕЕЕ Р1596.2 по организации КЭШ-памяти при большом количестве процессоров; !ЕЕЕ Р!596.3 по характеристикам физического уровня кодирования передаваемой информации в 8С1; !ЕЕЕ Р1596.4 по организации широкоформатного интерфейса с памятью; 1ЕЕЕ Р!596.6 по логике организации обмена при функционировании в реальном масштабе времени ЗС!/КТ.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
