Аппаратура долговременного прогона для отработки узлов бортовой аппаратуры Текст научной статьи по специальности «Механика и машиностроение»

Решетневские чтения. 2014

В связи с общей тенденцией к использованию в приборах БКУ КА интерфейса SpaceWire взамен МКО наличие встроенных в МК контроллеров обоих интерфейсов делает его универсальным элементом для решения задач как для приборов предыдущего поколения, строящихся с использованием МКО, так и для приборов нового поколения.

Таким образом, применение МК в унифицированных модулях приборов БКУ КА в высокой степени актуально, позволит обеспечить гибкость управления и увеличить объем контролируемой информации.

Библиографические ссылки

1. Горностаев А. И., Капустин А. Н., Зубавичус В. А., Колесников С. М. Применение магистрально-модульного принципа при построении бортовой аппаратуры бортового комплекса управления космических аппаратов // Решетневские чтения : материалы ХШ Междунар. науч. конф. / под общ. ред. Ю. Ю. Логии-нова ; СибГАУ. Красноярск, 2009. С. 20-22.

2. Горностаев А. И. Унификация интерфейсных модулей сопряжения блоков бортового комплекса управления // Изв. вузов. Приборостроение. 2011. № 54/4. С. 13-18.

3. Грищеленок Д. А., Капустин А. Н., Цветкова О. И. Применение встроенной системы контроля в бортовой аппаратуре космического аппарата // Решетнев-ские чтения : материалы XIII Междунар. науч. конф. / под общ. ред. Ю. Ю. Логинова ; СибГАУ. Красноярск, 2009. С. 22-23.

4. Горностаев А. И., Тульский И. Н., Ощепкова Д. Г. Экспериментальный блок коммутации нагревателей модуля системы прецизионной термостабилизации //

Решетневские чтения : материалы XVII Междунар. науч. конф. / под общ. ред. Ю. Ю. Логинова ; СибГАУ. Красноярск, 2013. С. 9-12.

References

1. Gornostaev A. I., Kapustin A. N., Zubavichus V. A., Kolesnikov S. M. Primenenie magistral'no-modul'nogo principa pri postroenii bortovoj apparatury bortovogo kompleksa upravlenija kosmicheskih apparatov // Reshetnevskie chtenija : Materialy XIII Mezhdunar. nauch. conf. : pod obshh. red. Ju. Ju. Loginova / Sib. gos. ajerocosmich. un-t. Krasnojarsk, 2009. S. 20-22.

2. Gornostaev A. I. Unifikacija interfeisnyh modulej soprjazhenija blokov bortovogo kompleksa upravlenija // Izv. vuzov. Priborostroenie. 2011. № 54/4. S. 13-18.

3. Grishelenok D. A., Kapustin A. N., Tsvetkova O. I. Primenenie vstroennoj sistemy kontrolja v bortovoj apparature kosmicheskogo apparata // Reshetnevskie chtenija : Materialy XIII Mezhdunar. nauch. conf. : pod obshh. red. Ju. Ju. Loginova / Sib. gos. ajerocosmich. un-t. Krasnojarsk, 2009. S. 22-23.

4. G Gornostaev A. I., Tulkij I. N., Oshchepkova D. G. Eksperimental'nyj blok kommutacii nagrevatelej modulja sistemy precizionnoj termostabilizacii // Reshetnevskie chtenija : Materialy XVII Mezhdunar. nauch. conf. posvjachh. Pamjati gener. Konstruktora raket.-kosmich. System akademika M. F. Reshetneva : pod obshh. red. Ju. Ju. Loginova / Sib. gos. ajerocosmich. un-t. Krasnojarsk, 2013. S. 9-12.

© Ощепкова Д. Г., Долганов Е. С., Горностаев А. И., 2014

629.78.054:621.396.018

АППАРАТУРА ДОЛГОВРЕМЕННОГО ПРОГОНА ДЛЯ ОТРАБОТКИ УЗЛОВ

БОРТОВОЙ АППАРАТУРЫ

А. В. Пичкалев

ОАО «Информационные спутниковые системы» имени академика М. Ф. Решетнева» Российская Федерация, 662972, г. Железногорск Красноярского края, ул. Ленина, 52

E-mail:al-mail@iss-reshetnev.ru.

Для отработки бортовой радиоэлектронной аппаратуры требуется более быстрый и надежный способ, чем классическое бета-тестирование, применяемое в наземной аппаратуре. Долговременный прогон функционирования дает возможность принципиально иной отработки аппаратуры.

Ключевые слова: долговременный прогон, бета-тестирование, отработка аппаратуры.

THE EQUIPMENT OF LONG-TERM RUN FOR ONBOARD EQUIPMENT

KNOT DEBUGGING

A. V. Pichkalev

JSC "Information Satellite Systems" named after academician M. F. Reshetnev" 52, Lenin str., Zheleznogorsk, Krasnoyarsk region, 662972, Russian Federation E-mail: al-mail@iss-reshetnev.ru

Космическое электронное приборостроение

For working off onboard radio-electronic equipment a faster and reliable way than the classical beta-testing applied in equipment is required. Long-term run of functioning gives the chance to essentially different debugging of equipment.

Keywords: long-term run, beta-testing, debugging of equipment.

В современных сложных технических системах (к которым относятся и приборы управления служебных систем космических аппаратов) все более широко применяются типовые программно-технические решения на основе ранее разработанных агрегатно-модульных устройств. Для сокращения времени и стоимости разработки системы эти типовые решения обычно отрабатываются на программируемых логических интегральных схемах (ПЛИС), которые в дальнейшем могут использоваться для разработки заказных и полузаказных микросхем, применяемых при серийном производстве устройств.

Наиболее полную отработку вновь разрабатываемых проектов обеспечивает классическое бета-тестирование продукта максимально возможным числом потенциальных потребителей. Для бортовой аппаратуры (БА) требуется более быстрый и надежный способ.

Для испытаний программно-управляемых устройств в ОАО «ИСС» был разработан лабораторный отработочный комплекс радиоэлектронной аппаратуры (ЛОК РЭА) - гибко организованное оборудование, дающее возможность в любой момент времени проводить интересующие эксперименты с помощью быстрой перекомпоновки испытательной аппаратуры, что резко повышает эффективность работы по отладке РЭА [1]. На базе ЛОК РЭА созданы специальные рабочие места долговременного прогона (РМ ДП), на которых стал отрабатываться процесс непрерывного бессбойного функционирования РЭА длительностью до нескольких месяцев [2]. Программные и аппаратные ошибки, не обнаруженные на отработочных испытаниях РЭА из-за их относительной кратковременности, постепенно начинают вызывать сбои в ее работе. Анализ состояния РЭА с технологическим контролем аппаратных средств и ПО позволяют сделать определенные выводы о причинах сбоя и путях его устранения.

Так, в ходе отработочных испытаний аппаратуры радионавигации (АРН) были выявлены недостатки работы штатного ПО и аппаратной части и отработаны способы их преодоления, а РМ ДП показало достаточно высокую эффективность при изучении вопросов обеспечения бессбойной работы АРН [3].

РМ ДП представляет собой программно-техническую систему реального времени на базе стандартных модулей с ПЛИС, обеспечивающих эмуляцию функционирования и информационного обмена составляющих устройств БА. Это позволяет проводить отработку и испытания взаимодействия по внешним и внутренним интерфейсам без использования реальных технических средств БА с возможностью проверок всех предполагаемых ситуаций во время штатной работы приборов в составе КА. Все эмуляторы интерфейсных устройств представляют собой специально разработанные программно-

технические устройства с самостоятельными моделями имитации соответствующих аппаратных средств.

Как показывает опыт стандартизации общепризнанных интерфейсов, их отработка - это процесс длительный и очень трудоемкий. Использование 1Р-ядра реальной ПЛИС БА для эмуляции обмена по соответствующему интерфейсу позволяет провести макетирование схемы до изготовления реального устройства, что выявит возможные ошибки как исходных данных на проект ПЛИС, так и их интерпретации разработчиком.

Для эмуляции интерфейсных модулей сопряжения, т. е. абонентов внутриприборной магистрали, в ПЛИС модуля отладочного комплекса интегрируется несколько 1Р-ядер реальных исполнительных устройств. В ПЛИС другого модуля реализуется логика работы бортового вычислителя - контроллера внут-риприборной магистрали. Возможность использования нескольких модулей в отладочном комплексе позволяет эмулировать в магистрали практически любое количество абонентов.

Программное обеспечение отладочного комплекса создает интенсивный информационный обмен между эмуляторами вычислителя и исполнительных устройств бортовой аппаратуры и регистрирует все сбои и отказы в обслуживании.

Таким образом, долговременный прогон эмуляторов внутриприборной магистрали позволяет выявить ошибки реализации ее протокола обмена и недостатки архитектуры до момента изготовления реальной аппаратуры. Это предоставляет разработчику аппаратуры возможность принципиально иной отработки, существенно экономящей время и ресурсы, которые потребуются на производство и широкое распространение аппаратных средств для проведения бета-тестирования вновь разработанного интерфейса.

Использование специализированного РМ ДП - отладочного комплекса - вполне применимо для других ключевых компонентов аппаратуры. По мере накопления опыта проведения долговременного прогона он может стать основным фактором обеспечения полноты и надежности отработки БА.

Библиографические ссылки

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

2. Пичкалев А. В. Применение долговременного прогона программируемой радиоэлектронной аппаратуры для анализа и обеспечения ее безопасности и живучести // Безопасность и живучесть технических систем : труды IV Всерос. конф. : в 2 т. / науч. ред. В. В. Москвичев. Красноярск : Ин-т физики им. Л. В. Киренского СО РАН, 2012. Т. 2. С. 253-256.

3. Жариков В. Н., Пичкалев А. В. Проблемы отработки программного обеспечения бортовой радио-

Решетневскуе чтения. 2014

электронной аппаратуры // Вестник СибГАУ. 2012. Вып. 1 (41). С. 15-17.

References

1. Pichkalev A. V. Sozdanie laboratornogo otrabotochnogo komplexa dlja programmno-upravljaemoj apparaturi (Creation laboratory debugging complex for program-controlled equipment). Sovremennaja elektronika. 2008. № 4, р. 31-35.

2. Pichkalev A. V. Primenenie dolgovremennogo progona programmiruemoj radioelectronnoj apparaturi

dlja analiza i obespechenija ee bezopasnosti i zhivuchesti (Application of long-term run of programmed radio-electronic equipment for the analysis and maintenance of its safety and survivability) // Bezopasnostj i zhivuchestj technicheskih system // Trudi IV Vserossijskoj konfe-rentsii. Krasnoyarsk. Physics institute, 2012, р. 15-17.

3. Zharikov V. N., Pichkalev A. V. Problems of working off of the software of onboard radio-electronic equipment. VestnikSibGAU. 2012, № 1 (41), р. 15-17.

© nHHKa^B A. B., 2014

УДК 681.51

РЕЗУЛЬТАТЫ ЛЕТНЫХ ИСПЫТАНИЙ И ЭКСПЛУАТАЦИИ БКУ КА «СПЕКТР-Р» - ПРОЕКТА «РАДИОАСТРОН»

А. С. Сыров, В. Н. Соколов, Д. А. Добрынин, Н. В. Рябогин, А. Ю. Ковалев

Московское опытно-конструкторское бюро «Марс» Российская Федерация, 127473, г. Москва, 1-й Щемиловский переулок, 16 E-mail: csp.mars@mail.ru

Представлены результаты летных испытаний и эксплуатации бортового комплекса управления (БКУ) КА «Спектр-Р» в 2011-2014 годах. Показаны структура и базовые характеристики БКУ. Описаны схемы достижения и подтверждения в полете точностных требований по наведению космического телескопа «Спектр-Р». Кратко приведены достигнутые результаты эксплуатации по БКУ и КА в целом.

Ключевые слова: система управления КА, калибровка, звездный датчик, гироскоп.

RESULTS OF FLIHGT TESTS AND OPERATION PERIOD OF SPECTR-R -RADIOASTRON ON-BOARD CONTROL SYSTEM

A. S. Syrov, V. N. Sokolov, D. A. Dobrynyn, N. V. Ryabogin, A. Yu. Kovalev

MOKB «MARS»

16, 1st Tshemilovskiy str., Moscow, 127473, Russian Federation. E-mail: csp.mars@mail.ru

The results offlight tests and operation period of Spectr-R -Radioastrion on-board control system are presented for the period from 2011 to mid 2014. The structure and main characteristics of on-board control system are given. The arrangement ofprecision achievement and precision approve is described for spacecraft telescope «Spectr-R». The gist of results achieved on spacecraft and control system is also presented.

Keywords: on-board control system, calibration, star trackers, gyroscope.

Бортовой комплекс управления для КА «Спектр-Р» разрабатывался ФГУП МОКБ «Марс» (г. Москва) в 2005-2011 годах по заказу НПО им. Лавочкина (г. Химки). Пуск спутника успешно осуществлен 18 июля 2011 года.

Основными задачами БКУ являются:

- управление ориентацией космического аппарата с прецизионными точностями наведения и определение ориентации в обеспечение нацеливания радиотелескопа;

- управление целевой аппаратурой и смежными системами КА с помощью интерфейса МКО и по релейным командам;

- контроль и оперативная диагностика состояния бортовой аппаратуры.

Структура и состав системы был определен на ос-

нове требований по унификации со служебной платформой «Навигатор» для спутника метеоназначения «Электро-Л» [1], а так же задела МОКБ «Марс» по предшествующим СУ(БКУ) космических аппаратов разработки ГКНПЦ им. М. А. Хруничева.

В состав БКУ (см. рисунок) вошли:

- 4-гранная бортовая вычислительная система (БЦВС) и блок управления и контроля (БУК) с интерфейсами МКО по Ы1Ь-8ТБ-1553;

- трехгранные блоки силовой автоматики БУ3-БУ7 для электрического управления двигательной установкой, системой терморегулирования, пиротехникой, приводом солнечной батареи, переключателями АФС и прочими смежными системами, а также целевой аппаратурой спутника;

- два комплекта двигателей-маховиков для управления ориентацией КА;