CC BY
142. Vatolin D. S., Compression of still images, Open systems today. 1995, № 8 (29), p. 12.
3. Vatolin D. S. Trends in the development of achieving algorithms in graphic arts, Open Systems, 1995, № 4, p. 26.
4. Gamma E., Helm R., Johnson R., Vlassides J. The methods of object-oriented programming. Design patterns, St. Petersburg, 2008. 425 p.
© Сырямкин В. И., Буреев А. Ш., Куцов М. С., Осипов А. В., Сунцов С. Б., Селолустьев А. В., 2014
УДК 629.7.05.03
БОРТОВАЯ МИКРОПРОЦЕССОРНАЯ СИСТЕМА УПРАВЛЕНИЯ С ПОВЫШЕННОЙ СБОЕУСТОЙЧИВОСТЬЮ
Д. В. Удалов
ОАО «Научно-производственный центр «Полюс» Российская Федерация, 634050, г. Томск, пр. Кирова, 56в. E-mail: [email protected]
Рассматриваются способы повышения сбоеустойчивости микропроцессорных систем управления бортовой аппаратурой космических аппаратов. Показаны пути решения проблем, связанных с выбором электронных компонентов, схемотехнических и архитектурных решений для обеспечения стойкости к одиночным эффектам, вызванным тяжелыми заряженными частицами.
Ключевые слова: космический аппарат, сверхбольшие интегральные схемы, тяжелые заряженные частицы, сбоеустойчивость, одиночные эффекты.
SATELLITE-BORNE MICROPROCESSOR CONTROL SYSTEM WITH IMPROVE FAULT-TOLERANT PROCESSING
D. V. Udalov
Joint-stock company "Research and production center "Polyus" 56v, Kirov pr, Tomsk, 634050, Russian Federation. E-mail: [email protected]
The question of creating microprocessor control system offault tolerant processing for satellite-borne equipment is considered. The problems of selection electronic components, circuit and hardware architecture for guaranteeing fault-tolerant processing and their solutions are presented.
Keywords: spacecraft, very large scale integrated circuits, heavy charged particles, fault tolerant processing, single event effects.
Современные тенденции развития космического приборостроения связаны с применением микропроцессорных технологий. В частности, при создании системы преобразования и управления (СПУ) нового поколения для электрореактивной двигательной установки разработана бортовая микропроцессорная система управления - субсистема обмена и управления (СОУ), за счет интегрирования которой в СПУ удалось не только улучшить массогабаритные показатели, но и расширить функциональные возможности последней [1].
Однако рост требований к космическим аппаратам в целом приводит к необходимости совершенствования и систем управления бортовой аппаратурой. Наиболее актуальными требованиями, предъявляемыми сейчас к микропроцессорным системам управления, являются внедрение современного интерфейса SpaceWire, обновление программного обеспечения в процессе эксплуатации, в том числе на орбите, локальная обработка и накопление данных, работа в автоматическом режиме, стойкость к тяжелым за-
ряженным частицам, повышение надежности и улучшение массогабаритных характеристик.
Выполнение данных требований невозможно без применения современных интегральных схем со сверхбольшой степенью интеграции, изготовленных по нанометровым технологическим нормам. Это, в свою очередь, обусловливает необходимость принятия ряда специальных мер по обеспечению стойкости к одиночным эффектам, вызванным воздействием тяжелых заряженных частиц.
В настоящее время в ОАО «НПЦ «Полюс» ведутся работы по созданию микропроцессорной системы управления СОУ-2М с повышенной сбоеустойчиво-стью. Эти работы позволят на базе только отечественных ЭРИ производить функционально законченные, высокопроизводительные и стойкие к одиночным эффектам системы управления. Используемые методы обеспечения сбоеустойчивости и основные технические характеристики СОУ и СОУ-2М приведены ниже (см. таблицу и рисунок).
Космическое электронное приборостроение
Сравнение основных характеристик и применяемых методов повышения сбоеустойчивости СОУ и СОУ-2М
Параметр СОУ СОУ-2М
Общие
Год разработки 2012 2015
Габариты и масса (один канал) 270x195x30 мм, 1,2 кг 265x195x20 мм, 0,9 кг
Питание 23-31 В (6 Вт) 23-31 В (6 Вт)
ЭРИ иностранного производства 28ЬУ010^8-20 Отсутствуют
Процессор
Реализация 5890ВЕ1Т «Обработка-10»
Архитектура КОМДИВ (М1Р832) КОМДИВ (М1РБ32)
Производительность 22 МГРБ 53 МГРБ
Методы снижения сбоев КНИ КНИ, ТМЯ, РАКЕТУ, Б1СЕ
Системное ОЗУ
Тип Б^ЛМ БКЛМ
Объем 2 Мбит (64Кх40) 16 Мбит (512Кx40)
Методы снижения сбоев КНИ, БЕС/ОЕБ КНИ, БЕС/БЕБ
Загрузочное ПЗУ
Тип ЕЕРЯОМ АШТРШЕ
Объем 256 Кбит (2х32Кх8) 1 Мбит (128Кx16)
Перезапись при эксплуатации Да Нет
Методы снижения сбоев БОиВЬЕ, СЯС БЕС/БЕБ, СЯС
Системное ПЗУ
Тип ЕЕРШМ ЕЯЛМ
Объем 1536 Кбит (192Кх8) 8 Мбит (256Кx40)
Перезапись при эксплуатации Да Да
Методы снижения сбоев СЯС БЕС/БЕБ, СЯС
Внешний интерфейс
Реализация 5890ВГ1Т «Обработка-10»
МКО (ГОСТ Р 52070-2003) 2 (ОУ, КШ, МШ) 1 (ОУ), 1 (КШ, МШ)
БраееШке (ЕС88-Е-8Т-50-12С) Нет 2 (2-400 Мбод)
Методы снижения сбоев КНИ, СЯС КНИ, БЕС/БЕБ, СЯС
Отладочный интерфейс
иЛЯТ (ЯБ-422) 2 (115 Кбод) 2 (115 Кбод)
•ГГАО (1ЕЕЕ 1149.1) 2 (СНК и ПЛИС) 2 (СНК и ПЛИС)
Межблочный интерфейс
Реализация 2х5576ХС2Т (ПЛИС) «Алмаз-2» (ПЛИС)
Протокольный уровень Дублированный БР1 Резервированный БР1
Физический уровень 2х4хЯБ-422 (1 Мбод) 2x4xRS-485 (10 Мбод)
Методы снижения сбоев БОиВЬЕ, РАМТУ КЕБиЫБАКСУ, ТМЯ, Б1СЕ, СЯС
Аналоговый интерфейс
Аналоговые входы 4x4 (16 бит) 4x8 (16 бит)
Цифровая фильтрация 4х8МС3 4xSINC3
Методы снижения сбоев КНИ КНИ, Б1СЕ, СЯС
Сигнальный интерфейс
Сигнальные входы 2x16 («НК», «ОК») 2x8 («НК», «ОК»)
Методы снижения сбоев РАКЕТУ Б1СЕ, СЯС
Матричные команды
Матричные выходы 16x16 (2 А, 27В) 8x8 (2 А, 27 В)
Методы снижения сбоев КЕБиЫБАЫСУ, РАМТУ, ШБ ЯЕБиЫБАЫСУ, Б1СЕ, ШБ, СЯС
Функциональная схема СОУ-2М
Библиографическая ссылка
1. Удалов Д. В., Пухтий С. Б., Седнев Ю. С. Бортовая микропроцессорная субсистема управления для электрореактивной двигательной установки // Электронные и электромеханические системы и устройства: сб. науч. тр. / ОАО «НПЦ «Полюс». Томск, 2011. С. 139-147.
Reference
1. Udalov D. V., Puxtiy S. B., Sednev U. S. Satellite-borne microprocessor control system for electric propulsion system // Electronic and electromechanical systems and device: collection of scientific papers / JSC «SIC «Polyus». Tomsk, 2011. P.139-147.
© yga^OB A. B., 2014
УДК 681.3:629.7
РАЗРАБОТКА АППАРАТУРЫ ДЛЯ БОРТОВОЙ СЕТИ МАЛОГО КОСМИЧЕСКОГО АППАРАТА
В. Х. Ханов, А. В. Шахматов
Сибирский государственный аэрокосмический университет имени академика М. Ф. Решетнева Российская Федерация, 660014, г. Красноярск, просп. им. газ. «Красноярский рабочий», 31
Е-таП: [email protected]
Дан обзор проведенных разработок в области создания аппаратуры для бортовой сети малого космического аппарата. Определены варианты создания сетевой архитектуры для сверхмалого космического аппарата, направления дальнейших исследований и разработок.
Ключевые слова: SpaceWire, сетевая архитектура, малые и сверхмалые космические аппараты.
