Введение избыточных аппаратных структур с логическим переплетением в реконфигурируемое вычислительное поле системы функционального контроля и диагностики бортового комплекса управления космического аппарата

Савкин Л.В.

Актуальные проблемы авиации и космонавтики - 2015. Том 2

УДК 004.031.6

ВВЕДЕНИЕ ИЗБЫТОЧНЫХ АППАРАТНЫХ СТРУКТУР С ЛОГИЧЕСКИМ ПЕРЕПЛЕТЕНИЕМ В РЕКОНФИГУРИРУЕМОЕ ВЫЧИСЛИТЕЛЬНОЕ ПОЛЕ

СИСТЕМЫ ФУНКЦИОНАЛЬНОГО КОНТРОЛЯ И ДИАГНОСТИКИ БОРТОВОГО КОМПЛЕКСА УПРАВЛЕНИЯ КОСМИЧЕСКОГО АППАРАТА

Л.В. Савкин

ФГУП «НПО имени С. А. Лавочкина» Российская Федерация, 141400, г. Химки, ул. Ленинградская, 24 E-mail: [email protected]

Предложен способ повышения надежности функционирования реконфигурируемых диагностических каналов, основанный на использовании избыточных логических схем с переплетением. Рассмотрены несколько вариантов построения диагностических каналов с логическим переплетением в реконфигурируемой системе функционального контроля и диагностики бортового комплекса управления космического аппарата.

Ключевые слова: диагностика, диагностический канал, реконфигурируемое вычислительное поле, логическое переплетение, избыточность.

INTRODUCTION THE EXCESS HARDWARE STRUCTURES WITH LOGICAL

STRANDING TO THE RECONFIGURABLE COMPUTING FIELD OF SYSTEM

FUNCTIONAL MONITORING AND DIAGNOSTICS OF THE ONBOARD COMPLEX

TO CONTROL OF THE SPACECRAFT

L. V. Savkin

Federal Enterprise «Lavochkin Association» 24, Leningradskaya str., Khimki, 141400, Russian Federation E-mail: [email protected]

The method reliability augmentation of functioning reconfigurable diagnostic channels based on use of excess logic diagrams with stranding is offered. Some options of creation diagnostic channels with logical stranding in reconfigurable system functional monitoring and diagnostics of an onboard complex to control of the spacecraft are considered.

Keywords: diagnostics, diagnostic channel, reconfigurable computing field, logical stranding, redundance.

Целью работы является исследование эффективных способов повышения надежности функционирования реконфигурируемой системы функционального контроля и диагностики (СФКД) бортового комплекса управления (БКУ) космического аппарата (КА), основные особенности аппаратно-программного построения которой были изложены в [3; 4]. В качестве основного способа повышения надежности СФКД рассматривается построение диагностических каналов в реконфигурируемом вычислительном поле (РВП) СФКД с избыточными коммутируемыми логическими блоками (КЛБ), на базе которых реализована логика с переплетением. В качестве РВП рассматриваются вычислительные системы на базе полей программируемых логических интегральных схем (ПЛИС), аналогичных РВП, используемым для построения реконфигурируемых мультиконвейерных систем, описанных

в [2].

Логика с переплетением представляется в виде избыточной логической схемы, где ошибки в одном слое корректируются в этом же или в следующем слое логических элементов [1].

Проводятся исследования с четырехкратной и пятикратной логическими схемами, способными исправлять однократные и двукратные ошибки логико-арифметических операций в каждом из логи-

Секция «Инновационные и здоровьесберегающие технологии в современном образовании»

ческих слоев, каждый из которых, в свою очередь, представляет собой выделенный фрагмент РВП СФКД, описываемый конфигурационной функцией вида

^рвп = Р (Т,. а (Г.))

где ^рвп - конфигурационная функция 7-го фрагмента РВП СФКД, причем 7 = 1, N - условный порядковый номер фрагмента, реализующего логический слой; Ь7 - матрица логико-арифметических функций, реализуемых реконфигурируемый логический слой, топология связей между элементами (КЛБ-вершинами) которой описывается орграфом 0(Т7).

Рассмотрен способ построения диагностического канала с логическим переплетением в РВП СФКД, имитирующий алгоритм компараторного сравнения выходных данных с автоматической регистрацией одиночных ошибок в логических слоях диагностического канала.

Благодаря предусмотренным возможностям по глубокой реконфигурации всех диагностических каналов в РВП СФКД исследуются способы по адаптивной реконфигурации как логических слоев, так и буферных участков РВП, отведенных для топологического и функционального сопряжения реконфигурируемых логических слоев.

Приводится несколько вариантов аппаратного построения в РВП СФКД каналов обработки диагностической информации, реализуемых на основе многослойной логики с переплетением.

Библиографические ссылки

1. Иыуду К. Надежность, контроль и диагностика вычислительных машин и систем : учеб. пособие для вузов. М. : Высш. шк., 1989. 216 с.

2. Каляев И., Левин И., Семерников Е. и др. Реконфигурируемые мультиконвейерные вычислительные структуры. Ростов-на-Дону : ЮНЦ РАН, 2008. 397 с.

3. Савкин Л. О решении задач бортового диагностирования космических аппаратов с помощью реконфигурируемых вычислительных систем // Технические науки - от теории к практике : сб. ст. по материалам XXXIX Междунар. науч.-практ. конф. № 10 (35). Новосибирск : СибАК, 2014.С. 79-87.

4. Савкин Л., Новичков В., Ширшаков А. Многоуровневая реконфигурация моделей диагностических систем как средство повышения гибкости алгоритмов диагностики и контроля бортовых систем космических аппаратов. Наукоемкие технологии в приборо- и машиностроении и развитие инновационной деятельности в вузе: материалы Всероссийской научно-технической конференции, 25-27 ноября 2014 г. Т. 2. М. : Изд-во МГТУ им. Н. Э. Баумана, 2014. С. 296-299.

Аннотация научной статьи по механике и машиностроению, автор научной работы — Савкин Л. В.

Похожие темы научных работ по механике и машиностроению , автор научной работы — Савкин Л. В.

INTRODUCTION THE EXCESS HARDWARE STRUCTURES WITH LOGICAL STRANDING TO THE RECONFIGURABLE COMPUTING FIELD OF SYSTEM FUNCTIONAL MONITORING AND DIAGNOSTICS OF THE ONBOARD COMPLEX TO CONTROL OF THE SPACECRAFT