Диссертация (1335837), страница 22
Текст из файла (страница 22)
Данная модель строится на базе спецификаций, описывающих конфигурацию бортовой сети (топологию, каналы передачи данных, состав программного обеспечения и аппаратных средств). На этапе проектирования БЦВК спецификации определяются проектировщиком, на этапе эксплуатации в автоматическом режиме при помощи программных агентов,функционирующих на узлах БЦВК.1263.1Структура и характеристики современных БЦВКРазвитие БЦВК характеризуется постоянным повышением сложности решаемых задач. При этом большая часть реализуемых задач (60-70%) являютсятрадиционными, претерпевающими эволюционное изменение алгоритмы обработки информации в интересах задач навигации, связи, опознавания, управленияоборудованием контроля, отображения информации и т.д. Таким образом, задачиданной группы не предъявляют каких либо особенных требований к быстродействию и памяти бортовых ЦВМ с универсальной архитектурой общего назначения (БЦВМ-ОН) [174].Кроме традиционных задач, реализуемых БЦВК с универсальной архитектурой, должны решаться задачи, которые требуют повышенной надежности (задачи управления двигательной установкой, системой энергоснабжения и т.д.), атакже задачи, которые требуют повышенного быстродействия (обработки сигналов и изображений) и задачи с нечеткой формализацией исходных условий.К слабо формализуемым задачам можно отнести задачи распознавания,распределения ресурсов, задачи нечеткого управления, которые могут решаться сиспользованием методов искусственного интеллекта.В общем случае структуру современных БЦВК формируют четыре вычислительных системы (ВС), различающиеся своими ресурсами.
ВС комплексной обработки, обеспечивающая решение основных задач, ВС обработки сигналов, ВСинтеллектуальной обработки, накопления знаний и принятия решений и высоконадежная ВС, обеспечивающая решение общесистемных задач (рисунок 3.1). Задачи комплексной обработки реализуются на БЦВМ-ОН, которые принципиальномогут объединяться в вычислительную среду. Для обработки сигналов необходимы БЦВМ-ОС, которые также могут быть объединены в вычислительную среду.Решение задач обработки, накопления знаний и принятия на этой основе оптимальных решений может потребовать как БЦВМ общего назначения, так и специализированных.
Для решения общесистемных задач требуются БЦВМ с высокой степенью надежности. Первые три ВС имеют сетевую организацию и могут127реализовываться как интегрированная вычислительная среда (ИВС) [174]. ВС интеллектуальной обработки управляет конфигурацией структуры БЦВК, объединяяресурсы ИВС в единый ресурс.Рисунок 3.1 - Структура современного БЦВКИнтегральный анализ требований к характеристикам современных БЦВКпоказывает, что быстродействие ЭВМ-ОН составляет порядка 20-25 млн.
опер./c,а емкость ЗУ соответственно 2-4 Гбайта. Специализированные вычислительныесредства первичной обработки информации обладают быстродействием, величинакоторого не менее 1000 млн. опер./с. Особо следует выделить возросшие требования к характеристикам каналов передачи данных и управления. На системномуровне величина трафика составляет не менее 10 Мбит/c, а на уровне первичнойобработки информации не менее 2 Гбит/c.Для взаимодействия ИВС с подсистемами нижнего уровня, как правило, используется низкоскоростной мультиплексный канал по ГОСТ 26765.52 87 или егоразвитие ГОСТ Р50832-95.
Также, в составе БЦВК функционирует переключательная сеть, которая обеспечивает связь датчиков со средствами обработки сигналов. Для управления датчиками и для связи с другими системами используется128мультиплексный канал по ГОСТ 25765.52 87/ГОСТ Р 50832-95 (рисунок 3.2) [84,130, 169, 273].Рисунок 3.2 - Пример структурной организации многомашинного БЦВКВ качестве примера рассмотрим БЦВК, предназначенный для использования в составе подвижных автоматизированных вычислительных комплексов, которые состоят из унифицированных вычислителей, объединенных высокопроизводительной оптической средой передачи информации в соответствии со стандартом IEEE Std 802.3, 1000Base-T и 1000Base-LX.
Комплекс имеет следующие модификации – унифицированный, отказоустойчивый вычислитель (УОВ), Сервер соптическим коммутатором (Сервер), Устройство Управления (УУ). УОВ и Серверпредназначены для построения высокопроизводительных кластерных вычислителей. УУ предназначен для ввода-вывода информации в специальные внешниеустройства, а также для визуализации графической и текстовой информации.УОВ предназначен для приема входных потоков информации по каналам GigabitEthernet 1000Base-LX, обработки их на 3-х высокопроизводительных процессорных модулях и передачи результатов в вычислительные средства автоматизированного комплекса. Сервер предназначен для организации вычислительных про-129цессов в комплексе посредством резервируемого оптического коммутатора, входящего в его состав (рисунок 3.3).Рисунок 3.3 - Внешний вид БЦВМ бортового комплексаМодули кондуктивного исполнения, входящие в состав БЦВМ, и их предназначение:- процессорный модуль–для обработки и временного хранения информации;- модуль унифицированных интерфейсов – для ввода-вывода информациипо специальным интерфейсам;- модуль управления и контроля – для управления включения и выключенияэлектропитания и контроля температурных режимов и несанкционированногодоступа к БЦВК;- модуль оптических конверторов – для ввода-вывода информации по каналам Gigabit Ethernet 1000Base-LX;- модуль оптического коммутатора – для обеспечения взаимодействия между процессорными модулями и внешними вычислителями через два коммутаторав режиме резервирования, выходящие в среду передачи информации по каналамGigabit Ethernet 1000Base-LX;- блок вентиляторов – для обеспечения модулей комплекса эффективного,ресурсосберегающего функционирования;- модуль электропитания – для гарантированного обеспечения БЦВМ электропитания от сети 27 В.130В состав программного обеспечения (ПО) БЦВК входят следующие основные компоненты: общее программное обеспечение (ОПО) и тестовое программное обеспечение (ТПО).
Программное обеспечение устанавливается на флэшпамяти одного из модулей БЦВК. В таблице 3.1 представлены некоторые технические данные БЦВМ.Т а б л и ц а 3.1 - Технические данные БЦВМПараметрЗначениепараметра1.1 Системная плата базового вычислителя выполнена на базе процессорного модуля:а) Intel® 2Duo SU9300;б) архитектура VМЕ;в) микропроцессор с частотой, ГГц, не менее1,2г) ОЗУ емкостью, М6айт, не менее4000д) видеоконтроллер SVGA, Мбайт, не менее64е) модуль памяти (флэш-память) на IDE-интерфейсе, емкостью,Гбайт, не менее8ж) контроллер Ethernet 100\1000 ВАSE ТХ:- номинальная скорость обмена информацией, Мбит/с, не менее;100- количество каналов.41.2 Модуль контроля и управления обеспечивает:- контроль температурного режима нагретых зон вычислителя;- формирование сигналов готовности и неисправности контрольныхузлов базового вычислителя;- управление включением и выключением блока электропитания;- формирование сигнала целостности механической и электрическойстыковки системного модуля;Драйвер модуля обеспечивает передачу информации о факте попыток НСД и СПО вычислителя.131Продолжение таблицы 3.1ПараметрЗначениепараметра1.3 Унифицированный модуль сопряжения интерфейсов.
Обеспечивает связь между шиной VME и каналами последовательноговвода-вывода по ГОСТ 18977-79 и РТМ 1495-75:- количество независимых каналов ввода/вывода4/4и каналами параллельного обмена разовыми командами по4ГОСТ 18977-79:- количество независимых каналов на вывод типа “корпус-8разрыв“- количество независимых каналов на ввод81.4 Модуль оптических конверторов предназначен для ввода /вывода оптических каналов в БЦВМ.до 41.5 Модуль оптического коммутатора имеет основной и резервный коммутатор, которые обеспечивают организацию построениялокальной оптической вычислительной среды комплекса.Количество оптических каналов2х6Процессорный модуль (ПМ) является PC/АТ-совместимым модулем процессора и предназначен для использования в качестве основного центральноговычислительного и обрабатывающего устройства в БЦВК.ПМ имеет интерфейс шины VME, полностью совместимый с VMEbusSpecification Rev.
D и IEC 821/297 (публикация МЭК 821), и может работать в режимах ведущего или ведомого на шине VME.Процессоры семейства Intel обеспечивают высокую производительностьпри низком потреблении и характеризуется технологией Enhanced IntelSpeedStep®, которая предоставляет возможность динамически регулироватьмощность и производительность процессора на основе требований CPU. Это позволяет оптимизировать производительность без дополнительных потерь мощности. Основные технические характеристики процессорного модуля приведены втаблице 3.2.132Т а б л и ц а 3.2- Основные технические характеристики процессорного модуляНаименованиеМикропроцессорОсновные характеристикиIntel® Core™ 2 Duo SL9400 (2x1.86GHz, 6 MB L2cache,17W)Cache RAMDRAMFast EthernetКонтроллерHDDИнтерфейсVGA/DVI4 Мбайт кэш памяти второго уровня4.0 Гбайта DDR3Intel®2Duo SU9300(2 x 1.2 GHz,3 интерфейсамиMB L2 cache,ЧетыреCore™каналаEthernetс10W)10BaseT/100BaseTX/1000BaseTXIntel® Atom™ N270 (1.6 GHz, 512 KB L2 cache, 2.5 W)Интерфейс EIDE/ATAPI с синхронным режимом UDMAсо скоростью передачи до 100 МБ/с, с каналом IDEГрафический контроллер с интегрированной видеопамятью объемом 16 (32) Мбайта, с разрешением не менее 1280 х1024 и 256 цветов для DVI-интерфейса, и1600 х 1200 и 256 цветов для VGA-интерфейса.Flash DriveSATA, объём 32 ГбайтаEEPROMПоследовательная EEPROM объемом 512 байт или 64 Кбдля пользовательской информацииПортввода/выводаGPIOПоследовательные портыUSB 2.0Клавиатура/мышьРМС слотыИнтерфейсVMEПорт ввода/вывода (6 бит), доступен для программирования пользователем2 асинхронных 16550-совместимых канала со скоростьюпередачи до 115.2 Кбод, 16 байтами FIFO, с возможностью выбора интерфейса RS232/RS422/RS485Два канала последовательного интерфейса USB2.0IBM PC/AT совместимый контроллер клавиатуры с разъёмом типа PS/2РМС-интерфейс 64 бита /66 МГц с выводом на заднююсторону модуля.Интерфейс VME:- Контроллер PCI–VME;- Режимы передачи для ведущего и ведомого:A32/A24/A16 и D32/D16/D8;- Полный системный контроллер шины VME.133Контроллер памяти в ПМ поддерживает синхронную DRAM (DDR SDRAM)с двойной скоростью передачи и шириной данных 64 бита с функцией ЕСС.
В ПМподдерживается один, два или четыре блока памяти, каждый по 256 Мб или 512Мб. Следовательно, минимальный объем памяти – 256 Мб, а максимальный – 2 ГБ.В ПМ, как и в стандартных АТ-совместимых компьютерах, встроены дваконтроллера DMA, объединенных каскадом. Оба контроллера совместимы с Intel8237A. Первый контроллер DMAC1 используется для побайтной передачи, а второй DMAC2 – для словной передачи.ПМ поддерживает обработку прерывания с помощью контроллера APIC(усовершенствованным контроллером прерываний). Такая обработка прерыванийможет поддерживаться операционной системой.ПМ имеет таймер совместимый с Intel 8254. Данный таймер содержит трисчетчика. Выход каждого счетчика обеспечивает одну из ключевых системныхфункций.Часы реального времени (RTC) – это энергосберегающие часы, которыеобеспечивают календарные время, дату и год с функцией будильника и питаниемот внешней батареи.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
