Меркулов В.И., Дрогалин В.В. Авиационные системы радиоуправления. Том 2 (2003) (1151998), страница 31
Текст из файла (страница 31)
ЯС! предназначен для организации связей как на межмодульном, так и на межсистемном уровне в БВС, в том числе для систем жесткого реального времени. Интерфейсный узел, выполненный по стандарту по 1ЕЕЕ 1596-92, показан на рис. 9.21 (80). Пакет сообщения поступает из Рнс. 9.2! 158 входного канала на дешифратор адреса. Если адрес в заголовке соответствует коду адреса, присвоенного узлу, то весь пакет направляется во входной буфер НгО («первый пришел» вЂ” «первый обслужен») и далее на обработку в прикладные схемы узла. В противном случае пакет попадает в проходной буфер НГО и если ключ открыт, пакет пропускается в выходной канал.
Может случиться, что до момента прибытия пакета был уже начат вывод другого пакета (обработанного прикладными схемами) через выходной буфер НЕО и ключ. В этом случае сразу после окончания выдач ключ открывается для проходного пакета. Емкость буферных НгО должна быть достаточна для приема нескольких пакетов. Каналы, соединяющие узлы друг с другом, могут быть исполнены в виде коаксиального кабеля, оптоволокна или кабеля с 16-ю линиями. Пропускная способность коаксиального кабеля 1 Гбнт/с при длине в десятки метров, оптоволокна по стандарту тоже 1 Гбит/с, но при длине в километры. Простейшая структура ЯС! — колечко !рис.
9.22). Колечко мозкет содержать от двух до 6553б узлов. В Рис. 9.22 большом колечке время продвижения информации через все узлы слишком велико, поэтому для компоновки больших систем колечки соединяются при помощи переключателей (коммутаторов). Так например на рис. 9.23 приведена структура сети, состоящей из трех колечек А, В, В, объединенных переключателем (узел 3). Любой узел этой сети мажет передавать сообщения любому другому узлу в системе. через узел 3.
Возможны и иные произвольные структуры. Рис. 9.23 В дополнение к переключателям (коммутаторам), в системе ВС1 предусмотрена еще одна структурная единица — мост. Он отличается от переключателя тем, что соединяет системы с разными логическими 159 протоколами. Такие объединения важны потому, что в ннх, наряду с новейшей аппаратурой, можно использовать н произведенную ранее, а также аппаратуру, предназначенную для выполнения простых функций. Можно присоединить и иную магистраль.
На рис. 9.24 показан пример такой гибридной системы. Рис. 9,24 Стандарт БС! допускает построение аппаратуры систем при разной полноте использования возможностей, представленных стандартом. Базовый логический протокол ЯС! послужил основой как для создания современных суперкомпьютеров, так и для обновления систем с протоколом РС!. Расширения (стандарты) нацелены на компоновку систем, содержащих тысячи проЦессоров, и систем реального времени, выполняющих сложные задачи в течение заданного интервала времени.
Впервые многопроцессорные системы удалось распределять в пространстве, практически не снижая их быстродействия. В военных приложениях ЯС1 может стать основной интерфейсной системой будущей авионики, внедрение которой зависит от носителя аппаратнопрограммной поддержки этого протокола для жестких условий реального времени. 9.6. ОТЕЧЕСТВЕННЫЕ БАЗОВЫЕ СРЕДСТВА ВЪ|ЧИСЛИТЕЛЪНОИ ТЕХНИКИ Разрабатываемые н модернизуемые БВС ЛА базируются, как правило, на применении отечественных магнстрально-модульных средств вычислительной техники межвидового применения.
В них используются рассмотренные выше основные достижения в архитектуре и структуре вычислительных средств. 160 В настоящее время получили распространение вычислительные средства семейства «Багет» (1О!. Семейство ЭВМ «Багет» обеспечивает: унификацию средств вычислительной техники и программного обеспечения на базе открытой архитектуры; поддержку всех этапов жизненного цикла средств вычислительной техники и программного обеспечения; возможность построения вычислительных систем различной конфигурации на основе унифицированных магистралей межмодульного обмена и стандартизованных конструктивов электронных модулей (в конструктивах «Евромеханика-61)» и РСП04-Р1иа РС1-Оп!у).
Модули разработаны как с воздушным, так и кондуктивным охлаждением для работы в особо жестких условиях эксплуатации; возможность построения вычислительных систем различной производительности на базе одно- и многопроцессорных конфигураций с использованием процессоров различных архитектур и средств общего программного обеспечения. В рамках этого семейства ЭВМ используются следующие базовые платформы создаваемых вычислительных средств: а) для высокопроизводительных многопроцессорных серверов— микропроцессор 1В579 (аналог МП Бцрег БРАКС), системная шина ЧМЕ, операционная система типа()п!х; б) для управляющих ЭВМ и вычислительных комплексов— микропроцессор 1В578 (аналог К3081 М!РЯ), системная шинах НМЕ, операционные системы реального времени или типа ()и!х; в) для программируемых процессоров обработки сигналов — микропроцессор 1В577 (аналог РБР96002 фирмы Мо!ого!а), специальная высокоскоростная системная шина, операционная система реального времени.
Используя свойства «открытости» магистрально-модульных вычислительных систем «Багет», можно: разрабатывать дополнительные электронные модули необходимого функционального назначения; изменять комплектность базовых ЭВМ; самостоятельно доукомплектовывать базовые ЭВМ серии «Багет» дополнительными электронными модулями и функциональными устройствами; самостоятельно создавать вычислительные комплексы необходимой конфигурации, используя отдельно поставляемые электронные модули и функциональные устройства; модернизировать уже созданные вычислительные системы, заменяя их отдельные базовые составные части на усовершенствованные программно-совместимые аналоги. 161 В семействе ЭВЬЛ «батата $ $0~ разработаны слелуюощне контрол- Характеристики нскоторых ЭВМ к!>аиста для обработки данных на ~УМЕ Она поепназнячена лпя Первым, наиболее распространенным, компонентом системного программного обеспечения является операционная система (ОС).
За годы, прошедшие после своего возникновения, ОС превратились из относительно простого в невероятно сложное ПО, которое решает следующие задачи: реагирует на все отказы, регистрирует их, распределяет работу, управляет процедурами восстановления и возобновления работ; обрабатывает прерывания, идущие от других подсистем, машин, часов, операторов и т.д.; планирует выполнение работ на машине, «решая», когда начать выполнение некоторой работы, так как в данный момент доступны все необходимые для нее машинные ресурсы; ведет списки используемых устройств и поступающих заданий с учетом их приоритетов; выполняет функции, необходимые для работы прикладных программ, поскольку в ней имеются программы сортировок, печати и загрузки, и программистам уже нет необходимости создавать собственные их версии; связывает между собой программы, тем самым множество различных частей программ (может быть даже написанных разными программистами), будут работать как одно целое; управляет хранением данных и нх восстановлением; управляет вводом/выводом информации; управляет взаимодействием с пользователем; защищает свои собственные программы от «порчн» новыми, не отлаженными программами, впервые введенными в систему; выполняет восстановление функции„осуществляет дублирование, переключение, диагностическое и другое тестирование.
Первая и главная причина появления ОС заключается в желании достичь максимального использования ресурсов машины. Вторая причина — облегчить возможность внесения изменений, а третья — повысить производительность труда программистов, избавив их от дублирования работ. Вторым компонентом системного программного обеспечения является система управления базами данных (СУБД).
Самым большим достижением СУБД стало весьма значительное облегчение процесса внесения изменений в программное обеспечение. Благодаря СУБД облегчается модификация прикладных программ, логической и физической структур файлов данных. Во многих случаях СУБД решает, стоит ли вносить изменения илн нет. Второй причиной создания СУБД является стремление к экономии пространства для файлов. 165 Третья причина — это необходимость повысить достоверность информации в файлах.
Достоверность повышается благодаря уменьшению общего числа файлов. И, наконец, с появлением СУБД облегчается доступ к данным. Почти все системы управления базами данных отделены от ОС. К преимуществам использования системного программного обеспечения следует отнести: увеличение модульности и улучшение защиты информации, упрощение процесса внесения изменений в программы; избавление прикладных программистов от необходимости затрачивать большие усилия на сопровождение стандартных программ; уменьшение простоев, которое доводит до максимума использование аппаратуры; исключение дублирования информации во внешних файлах, позволяющее лучше использовать память. Можно отметить следующие недостатки СПО. 1. В силу универсальности системных программ СПО снижается скорость их выполнения по сравнению со специализированными системами. 2.
Системные программы велики, сложны, их часто трудно использовать надлежащим образом. 3. СПО не всегда обладает гибкостью, достаточной, чтобы удовлетворять всем индивидуальным требованиям. Бортовое СПО обычно включает операционную систему реального времени (ОС РВ). СУБД используется при разработке ПО с целью автоматизации процесса внесения изменений и экономии сил программисзов. В качестве примера ОС РВ можно привести операционную систему Чх%ог!сз фирмы %!пд К!тег Яузгепзз, предназначенную для применения во встроенных системах «жесткого» реального времени (системы с малым временем реакции на события).
Основные временные характеристики производительности Чх%ог!гз (для микропроцессора МС68020П6МГц): время переключения между задачами — !7 мкс, максимальное время блокировки внешних прерываний — 8 мкс. Временные параметры Чх%ог!гз строго детерминированы и не зависят от нагрузки в системе. Операционная система Чх%ог!гз является системной с кросс- средствами проектирования прикладного ПО. В качестве инструментальной ЭВМ для систем автоматического проектирования (САПР) прикладного ПО РВ Чх%ог)гз используются графические рабочие станции фирм Бпп, ВЕС, Нею!еп Рас!сап), 1ВМ и др.
Для целевых микропроцессорных архитектур 1пге! 386/486 и Могого!а 68К поддерживается САПР ПО РВ на РС!АТ-совместимых компьютерах. 166 В стандартную конфигурацию САПР ПО РВ Чх'эЧог)гв входят: компилятор языка С, удаленный (гещо1е) отладчик уровня исходного языка, ядро операционной системы и системные библиотеки в объектных кодах, аппаратно-зависимые модули в исходных текстах. В качестве дополнительных инструментальных средств имеются следующие программные продукты фирмы %1пд Иуег Яумешз: М)сготог1св — сокращенная версия Чх%огЕз для простых встроенных применений; %1пдЧ)еж — анализатор динамического поведения системного и прикладного ПО РВ; ЯегпоЯсоре — средство мониторинга целевой системы и сбора данных в реальном масштабе времени; Чхййш — симулятор целевой системы; ВЯР Роп)пя Кй — пакет средств для адаптации ЧхЖогка к конкретной аппаратуре пользователя; 'тЧ)пдХ вЂ” графический интерфейс Х-%1пбоиа реального времени; тЧ)пд С++ — система проектирования ПО реального времени на объектно-ориентированном языке С.н-; ЧхМР— библиотека для построения мультипроцессорных систем реального времени.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
