Создание аппаратно-программного комплекса модульно-сетевой архитектуры Текст научной статьи по специальности «Механика и машиностроение»

Решетневскце чтения

требования. Несколько облегчить сложившуюся ситуацию может проведение механического анализа аппаратуры на различных этапах ее проектирования и отработки. Однако для этого нужны специализированные пакеты прикладных программ для механического анализа (типа МЛ8ТЯЛМ, БУТИЛМ и т. д.), мощные рабочие станции и квалифицированный персонал, имеющий опыт работы в этих вычислительных средах, а также доверие заказчика к качеству выполненных работ. Много вопросов вызывает и процедура «вырезания»(по1сЫ^). Профиль вырезаний формируется, как правило, по результатам механического анализа оборудования и наиболее часто применяется к корректировке режимов испытаний для антенн в низкочастотной области, и в высокочастотной области для стандартной аппаратуры. В то же время на сегодняшний день нет корректного обоснования этой процедуры. Большинство авторов признают только допустимость вырезаний на резонансных частотах в пределах коэффициента квалификации, да и то при одобрении этой процедуры заказчиком аппаратуры [5; 6].

Библиографические ссылки

1. Product verification requirements for launch, upper-stage and space vehicles. MIL-STD-1540D. 15 January, 1999.

2. Space engineering. Testing. ECSS-E10-03A. 15.02.2002.

3. Орлов С. А. Разработка методик нормирования и испытаний бортовой аппаратуры космических аппаратов на механические нагрузки участка выведения // Научный вестник НГТУ. Вып. № 3(44). Новосибирск : Изд-во НГТУ, 2011. С. 137-148.

4. Spacebus. Mechanical and thermal design, interfaces and environmental requirements. SB.AS.SY.002.AD02. Part 2. Р. 131.

5. Wijker J. Random Vibrations in Spacecraft Structures Design. Springer Science, 2009.

6. Girard N. Roy A. Calvi Notching in Sine Testing : Understanding and Practice. Proc. '12th European Conference on Spacecraft Structures, Materials & Environmental Testing', Noordwijk, The Netherlands (ESA SP-691, July 2012).

S. A. Orlov

JSC «Academician M. F. Reshetnev «Information Satellite Systems», Russia, Zheleznogorsk

TO SOME PROBLEMS OF SPACECRAFT ON-BOARD EQUIPMENT MECHANICAL ENVIRONMENT SPECIFICATION DEVELOPMENT AND ON-GROUND TESTING PLANNING

The problems arising from the development of mechanical environment specification and planning of the ground tests for the on-board equipment of unpressurized design spacecraft to be exposured to the on vibration and shock are dealt with.

© Орлов С. А., 2012

УДК 629.78.054:621.396.018

А. В. Пичкалев

ОАО «Информационные спутниковые системы» имени академика М. Ф. Решетнева», Россия, Железногорск

СОЗДАНИЕ АППАРАТНО-ПРОГРАММНОГО КОМПЛЕКСА МОДУЛЬНО-СЕТЕВОЙ АРХИТЕКТУРЫ

Применение новых бортовых интерфейсов требует создания специальных испытательных комплексов для их отработки. В статье рассматриваются принципы создания такого комплекса для интерфейса SpaceWire на опыте разработки испытательных комплексов бортовой аппаратуры.

Объем данных, передаваемых по интерфейсам бортового комплекса управления (БКУ), непрерывно растет и подходит к пределу возможностей применяемого в настоящее время мультиплексного канала обмена - МКО (ГОСТ Р 52070-2003). Требуется более высокая пропускная способность, чем в существующих стандартах. Такую возможность обеспечивает применение технологии SpaceWire - международного стандарта коммуникаций бортового авиационного и космического оборудования. Данная технология предусматривает поддержку модульно-сетевой архи-

тектуры для распределенных бортовых и наземных систем аэрокосмических аппаратов и позволяет передавать данные со скоростью до 400 Мбит/с при расстоянии между узлами до 10 метров.

Разработка приборов и БКУ по качественно новой технологии на базе модульно-сетевой архитектуры и реализация функциональной логики программными средствами требует тщательной предварительной проработки и экспериментирования [1].

Отработка приборов и БКУ подобного типа обладает специфическими особенностями и в объеме тре-

Космическое электронное приборостроение

буемой наземной экспериментальной отработки (НЭО) на имеющихся испытательных комплексах весьма затруднительна [2]. Создание специализированного рабочего места, оснащенного соответствующим оборудованием, обеспечивающее отработку, как в процессе проектирования, так и в любой момент этапа НЭО, наличие специального испытательного оборудования для проведения экспериментов, возможность его быстрой перекомпоновки и независимость процесса исследования от серийного производства позволят организовать работы по отработке приборов и БКУ оптимальным образом [3].

Для минимизации времени и затрат на создание расширяемого аппаратно-программного комплекса экспериментальной отработки принципиально новых приборов и БКУ с модульно-сетевой архитектурой (АПК МСА) требуется построение магистрально-модульной системы в международном стандарте [4]. Анализ существующих стандартов показывает, что наиболее подходящим для освоения является стандарт CompactPCI/PXI, так как:

- это классическая технология, пользующаяся огромной популярностью среди разработчиков оборудования во всем мире, - более четверти мирового рынка встраиваемых решений обеспечивают стабильное будущее в секторах промышленных и оборонных решений;

- данная технология прошла длительную и всестороннюю проверку на практике;

- CompactPCI/PXI обеспечивает высокую надежность и производительность оборудования и позволяет использовать прикладное и системное ПО, созданное для систем с шиной PCI и поддерживаемое всеми известными операционными системами;

- в ОАО «ИСС» накоплен большой опыт работы с PCI/CompactPCI-системами, включая разработку и эксплуатацию лабораторного отработочного комплекса и контрольно-испытательной аппаратуры для аппаратуры радионавигации [5].

Разработка АПК МСА наиболее оптимальна на основе технологий National Instruments с применением модулей и приборов SpaceWire производства Star-Dundee. Опыт разработки нестандартных внутрипри-борных интерфейсов для наземного отладочного ком -плекса программного обеспечения встроенных процессоров бортовой аппаратуры на модулях с программируемыми логическими интегральными схемами с помощью пакета LabWIEW FPGA Module [6]

дает основание считать, что трудности освоения принципиально новой архитектуры не станут непреодолимым препятствием.

Предполагается использовать успешный опыт разработки ПО для испытательных комплексов с помощью системы графического программирования LabWIEW [7].

АПК МСА должен стать главным средством разработки принципиально новых приборов и БКУ с мо-дульно-сетевой архитектурой в ОАО «ИСС».

Библиографические ссылки

1. Пичкалев А. В. Автоматизация отработки бортовой радиоэлектронной аппаратуры // Инженерные, научные и образовательные приложения на базе технологий National Instrument -2011 : сб. тр. X Междунар. науч.-практ. конф. М. : ДМК-пресс, 2011. С. 28-30.

2. Пичкалев А. В. Создание автоматизированного мобильного испытательного комплекса для цеховых испытаний программно-управляемой радиоэлектронной аппаратуры // Решетневские чтения : материалы XIII Междунар. науч. конф. / Сиб. гос. аэрокосмич. ун-т. Красноярск, 2009. Ч. 2. С. 528-529.

3. Пичкалев А. В. Создание лабораторного отработочного комплекса для программно-управляемой РЭА // Современная электроника. № 4. 2008. С. 31-35.

4. Жариков В. Н., Пичкалев А. В. Перспективные модульные стандарты для отработки и испытаний // Решетневские чтения : материалы XIV Междунар. науч. конф. / Сиб. гос. аэрокосмич. ун-т. Красноярск, 2010. Ч. 2. С. 488-489.

5. Пичкалев А. В. Испытания радиоэлектронной аппаратуры на лабораторном отработочном комплексе // Решетневские чтения : материалы XII Междунар. науч. конф. / Сиб. гос. аэрокосмич. ун-т. Красноярск, 2008. С. 158-159.

6. Комаров В. А., Пичкалев А. В. Применение технологий NI FPGA при испытаниях бортовой аппаратуры космический аппаратов // Интеллект и наука : тр. XI Междунар. науч.-практ. конф. Красноярск : Центр информации, 2011. С. 146-148.

7. Недорезов Д. А., Непомнящий О. В., Пичкалев А. В. Применение технологий графического программирования в испытаниях бортовой радиоэлектронной аппаратуры космический аппаратов // Интеллект и наука : тр. XII Междунар. науч.-практ. конф. Красноярск : Центр информации, 2012. С. 157-158.

A. V. Pichkalev

JSC «Academician M. F. Reshetnev «Information Satellite Systems», Russia, Zheleznogorsk

CREATION OF THE HARDWARE-SOFTWARE COMPLEX OF MODULE-NETWORK ARCHITECTURE

Application of new onboard interfaces demands creation of special test complexes for their working off. The principles of creation of such complex for interface SpaceWire based on experiment test complexes of onboard equipment are considered.

© nmKajieB A. B., 2012