Eurotech Group: встраиваемые решения для систем обеспечения безопасности, обороны и авионики Текст научной статьи по специальности «Электротехника, электронная техника, информационные технологии»

Eurotech Group:

встраиваемые решения для систем обеспечения безопасности, обороны и авионики

Сергей ДРОЗДОВ

[email protected] Сергей ЗОЛОТАРЕВ

[email protected]

Данная статья открывает цикл материалов, посвященных решениям одной из ведущих транснациональных компаний в области встраиваемых компьютерных технологий — Eurotech Group. Заказчиков во всем мире привлекает надежность продукции Eurotech Group, ее полное соответствие международным и отраслевым стандартам в области качества выпускаемой продукции, возможность использования этих изделий в расширенном температурном диапазоне (от —40 до +85 °С и по заказу от —55 до +85 °C) и их длительный жизненный цикл (от 5 до 15 лет). В первой статье дается обзор основных продуктовых линеек Eurotech Group, рассматриваются решения на базе форм-факторов PC/104 и PC/104-Plus, а также приводятся примеры их применения в России для систем обеспечения безопасности, обороны и авионики.

О компании Eurotech Group

В настоящее время Eurotech Group представляет собой крупную транснациональную, вертикально интегрированную компанию в области встраиваемых компьютерных технологий (ВКТ) и может предложить своим заказчикам практически все необходимое для создания конкурентоспособной продукции, включая аппаратные средства различного уровня (как готовые, так и сделанные на заказ), программное обеспечение, интеграцию, обу-

чение и консалтинг. Географически объемы продаж Eurotech Group распределены следующим образом: Северная Америка — 39%, Азия — 33%, Европа — 23%, страны других частей света — 5%. Основная доля заказчиков Eurotech Group — это крупные OEM-производители в области авионики, промышленности, транспорта, обороны и медицины (табл. 1). Ориентация на указанные вертикальные рынки проявляется, прежде всего, в том, что большая часть продукции Eurotech Group разрабатывается и производится в со-

ответствии со стандартами, ориентированными на системы специального назначения, например MIL-STD-461/1275/704/810. Эти стандарты определяют очень жесткие требования к выпускаемой продукции по таким критериям, как защита от электромагнитного излучения и помех, ударные нагрузки, вибрация, прочность конструкции и другие, что обеспечивает возможность ее применения на этих вертикальных рынках. Как правило, длительность жизненного цикла продукции Eurotech Group — от 5 до 15 лет, что также

Public Company Phase Ffrom 30.12.2005 6 Acquisitions: €110 млн

102,3

Private Equity Phase 2001-2005 3 Acquisitions: €4 млн

Incubation Phase 1992-2000 2 Acquisitions: €1 млн

50,8

Значительные

приобретения

8,2 11,7 16,6

2002 2003 2004

IPS €0,8 млн 20.12.2002 PARVUS €1,7 млн 28.07.2003 ERIM €1,5 млн 05.10.2004

2005

2006

2007

ARCOM Applied Data Advanet €21,7 млн €33,6 млн €47,3 млн

06.02.2006 07.12.2006 04.10.2007

Рис. 1. Динамика развития Eurotech Group

Таблица 1. Вертикальные рынки и ключевые заказчики Eurotech Group

Сектор % продаж в 2007 году Продукты Ключевые заказчики

Промышленность 61% Устройства: одеваемые (Wearable) компьютеры, счетчики пассажиров, WAN-оптимизаторы, сотовые модемы Стационарные компьютеры: настенные, стоечные и панельные, платы PCI, промышленные LCD-мониторы Встраиваемые платы Nicon, Chevron, Tyco, Mitsubishi, Adgilent Technologies

Транспорт 20% Устройства: одеваемые (Wearable) компьютеры, счетчики пассажиров, мобильные роутеры доступа, мобильные точки доступа Wi-Fi Мобильные компьютеры: мобильные компактные компьютеры, мобильные компьютеры в стеке PC/104 Встраиваемые платы Alstom, AnsaldoSTS, Boeing, Bombardier

Оборона 13% MIL/COTS решения: сетевые подсистемы, одеваемые (Wearable) компьютеры, мобильные компьютеры, защищенные дисплеи Заказные разработки: панели оператора в кабине, переносное (manpack) радио, тестовые полетные дисплеи Встраиваемые платы Thales, General Dynamics, Finmeccanica, Lockneed Martin, Bae Systems, L3 communications

Медицина 4% Магнитно-резонансные изображения Компьютерная томография Рентгеновское оборудование Medtronic, Gendex, GE Healthcare

Исследовательские институты 2% HPC (компьютеры высокой производительности) INFN, Desy, Sandia National Laboratories

Таблица 2. Основные продуктовые линейки Eurotech Group

Платы и модули

Процессорные, коммуникационные и платы ввода/вывода в формате VME

Готовые прикладные платформы (Application Ready PIatformsб ARP)

DuraCor: защищенные встраиваемые компьютеры в военном исполнении

Готовые к использованию продукты (Ready to Use products, R2U)

Одеваемые (Wearable) компьютеры в стандартном и защищенном исполнении

Процессорные, коммуникационные и платы ввода/вывода в формате CompactPCI

DuraVis: защищенные дисплеи в военном исполнении

Сетевые устройства (маршрутизаторы, менеджеры связи, беспроводные роутеры)

Процессорные платы в формате CompacPCI Express

DuraCor: защищенные встраиваемые компьютеры для транспорта

Счетчики пассажиров

PMC ввода/вывода и коммуникационные мезонины

DuraNav: встраиваемые компьютеры низкой стоимости для AVL/AVM (Automotive Vehicle Locating/Automatic Vehicle Monitoring) приложений для позиционирования и мониторинга состояний подвижных объектов

Мобильные беспроводные модемы

Процессорные, коммуникационные и платы ввода/вывода в форматахе PC/104 и PC/104-Plus

Одеваемые (Wearable) компьютеры: стандартные и защищенные

Мобильные роутеры доступа

Процессорные платы в формате EBX

Стековые конструкции PC/104: модульные PC/104

Защищенные маршрутизаторы и концентраторы

Процессорные платы в формате EPIC

Семейство ICE (компактные промышленные корпуса — Industrial Compact Enclosure)

Логгер данных и мосты ZigBee

Процессорные модули в формате ComExpress

19" шкафы

HPC (компьютеры высокой производительности)

Процессорные платы в частно-фирменных форм-факторах

Промышленные и панельные PC

Модули (Bitsy, Catalyst и т. п.)

Сенсорные интерфейсы ZigBee GP

крайне важно для указанных отраслей. Продукцию Eurotech Group используют и российские OEM-производители (более подробно об этом будет сказано далее). Многие отечественные разработчики по достоинству оценили преимущества продуктов компании Eurotech Group, что дает им возможность в полной мере пользоваться их конкурентными преимуществами.

Eurotech Group прошла путь от малоизвестной в 90-х годах прошлого века инжиниринговой итальянской компании Eurotech S.p.a., состоящей из дюжины сотрудников, до крупного игрока на рынке ВКТ. Сегодняшнее положение компании Eurotech Group — это итог целенаправленной политики, ориентированной на приобретение других компаний (рис. 1), взаимно дополняющих друг друга

по номенклатуре выпускаемой продукции (аппаратных и программных средств). На рис. 1 показана динамика приобретения компаний по всему миру с указанием стоимости акций конкретной компании и даты приобретения. Сверху каждого столбца на рис. 1 указан суммарный объем продаж Eurotech Group в определенном году (в млн евро). В настоящее время Eurotech Group включает следующие компании (некоторые из которых сами являются холдингами): Eurotech Spa (Италия, www.eurotech.it), Eurotech, Ltd. (Великобритания), Eurotech Oy (Финляндия), Eurotech France (Франция, www.eurotechfrance.fr), EthLab (Италия), Arcom (США), Applied Data Systems (США), Parvus (США), Advanet Group (Япония), Vantron (Китай). Всего в компании работает

Рис. 2. Схема рассеивания тепла для систем на базе модулей PC/104

624 сотрудника, из них 242 — это инженеры и разработчики, в отделах продаж — 66, в маркетинге — 23, в руководстве и администрации — 97, вспомогательный персонал — 196.

В таблице 2 приведены данные об основных продуктовых линейках Eurotech Group: платах и модулях в различных форм-факторах, готовых прикладных платформах и готовых к использованию продуктах. При разработке большинства изделий для OEM-производителей Eurotech придерживается следующих принципов:

• Обеспечение расширенных рабочих температур (ETR) от -20 до +70 °С или от -40 до +80/85 °С (по заказу — от -55 до +85 °C) через квалификационное тестирование.

• Согласованность со стандартами MIL-STD-461/1275/704/810.

• Продукты разрабатываются для массового производства и автоматизированного тестирования.

• Проектирование и производство, ориентированное на обеспечение длительного жизненного цикла продукта (от 5 до 15 лет).

• Широкое употребление технологии SMD (поверхностного монтажа), отказ от использования гнезд или памяти SODIMM.

• Структурное рассеивание тепла для высокопроизводительных процессоров, как это показано на рис. 2.

• Отсутствие вентиляторов для модулей и систем.

• Высокая интеграция периферийных устройств — минимальное число системных плат.

• Использование специализированных интерфейсных модулей для обеспечения лучшей электромагнитной совместимости, фильтрации и защиты от помех.

Eurotech Group выпускает платы и модули в различных форм-факторах, соответствующих международным стандартам VME, CompactPCI, CompactPCI Express, PC/104, PC/104-Plus, EBX, EPIC, ComExpress, а также реализованных на основе частно-фирменных решений. Наибольшую известность и распространение в Европе и, в частности, в России получили платы и модули Eurotech в стандартах PC/104 и PC/104-Plus. Поэтому мы остановимся более подробно именно на этой продуктовой линейке.

Платы и модули Eurotech Group в форматах PC/104 и PC/104-Plus

Основная номенклатура плат в форматах PC/104 и PC/104-Plus — это процессорные модули. Причем все процессорные модули могут быть поставлены как в стандартном температурном диапазоне от 0° до +60 °C (или +50 °C), так и в расширенном — от -40 до +85 °C (по заказу — от -55 до +85 °C). Большинство процессорных плат Eurotech Group в форматах PC/104 и PC/104-Plus имеют некоторые общие характеристики, такие как возможность загрузки с флэш-диска, поддержка IDE-интерфейса, последовательные порты, USB 1.1 или USB 2.0, графический интерфейс для CRT и LVDS, аудиоинтерфейс AC97, интерфейс для мыши, клавиатуры, Ethernet (Gigabit или 10/100 Мбит/с). Для работы с платами и модулями PC/104 и PC/104-Plus можно использовать операционные системы Linux, QNX, Windows XP, Windows CE, VxWorks (дополнительно). В настоящее время процессорные модули выпускаются с различными процессорами: Pentium M (CPU-1484, CPU-1482), Celeron M (CPU-1474, CPU-1472), XScale PXA270 (TITAN), XScale PXA255 (VIPER), Pentium III (CPU-1464, CPU-1462), Celeron (CPU-1454, CPU-1452), AMD Geode GX466 (CPU-1433, CPU-1233) и AMD Elan SC520 (CPU-1421).

Eurotech Group стала одной из первых в мире компаний на рынке ВКТ, которая анонсировала и выпустит в конце 2008 года изделия с новым процессором Atom компании Intel: модуль центрального процессора ISIS в формфакторе PC/104-Plus (состоящего из процессорного модуля Catalyst и платы-носителя) и одноплатный компьютер PROTEUS (в двух конфигурациях — как автономное устройство или как модуль COM Express). Об этих изделиях мы поговорим подробнее в следующих статьях.

Кроме процессорных модулей Eurotech Group предлагает заказчикам набор периферийных, коммуникационных модулей и модулей сбора данных в формате PC/104 и PC/104-Plus. Многие модули выпускаются для работы не только в расширенном температурном диапазоне, но и с влагозащитным покрытием. Периферийные модули обеспечивают широкую функциональность для обработки видеоинформации (CTR-1475, INT-1462), аудиоинформации (INT-1410 — аудиоконтроллер с 4-канальным кодеком) и для работы с картами PCMCIA-CARDBUS (CTR-1462). Широкая номенклатура модулей сбора данных и управления обеспечивает прием и выдачу аналоговой и дискретной информации. В таблице 3 приведены данные по коммуникационным модулям.

Eurotech Group поставляет заказчикам источники питания, выполненные в формате плат PC/104 для использования в расширенном температурном диапазоне от -40 до +85 °C и ориентированные на применение в автомо-

Таблица З. Коммуникационные модули в формате PC/104 и PC/104-Plus

Наименование продукта Описание

COM-1452 RoHS 5-канальная плата контроллера Ethernet 10/100, PC/104-Plus, -40...+85 °C

COM-1289 RoHS 12-канальный GPS-приемник и Tri-band GSM/GPRS-модем, PC/104, -40...+85 °C

COM-1274 RoHS Модуль с 8 последовательными портами и до 2 TTL cAn портов, PC/104, -40...+85 °C

COM-1267 RoHS Коммутатор с пятью 10/100MB Ethernet-портами, PC/104, -40...+85 °С

COM-1250,1251 Интерфейсы MIL-STD-1553, 1/2-канала, PC/104, -40...+85Т

COM-1240 RoHS Модуль с MVB-интерфейсом, PC/104, -25...+85 °С

бильном транспорте (ACS-5151), в авиации и железнодорожном транспорте (ACS-5161). Еще одной важной составляющей в продуктовой линейке изделий на основе форм-фактора PC/104 являются корпуса. Eurotech Group предлагает заказчикам несколько вариантов корпусов для различного количества модулей. Об этом будет подробно рассказано во второй статье цикла о Eurotech Group, посвященной изделиям для транспорта.

Примеры применения плат и модулей PC/104 Eurotech Group для систем обеспечения безопасности, обороны и авионики

Назовем лишь некоторые зарубежные изделия, в составе которых применена продукция Eurotech Group: AH-64 Apache, AH/MH-6 Littlebird, B1-B Lancer, AC-130H Spectre, EA-6B Prowler, E-4B NAOC, EFV/AAAAV, F-14 Tomcat, F-15 Eagle, F-16 Falcon, F-22 Raptor, HMMWV, M48 Chaparral, Nimitz Carriers, P-3C Orion, P-8A MMA, QF-4 Phantom, Rover III Datalink, T-38 Talon, UH-60 Blackhawk. Среди зарубежных заказчиков продукции Eurotech Group можно назвать крупнейшие мировые компании, такие как BAE Systems, Battelle, Boeing Company, General Dynamics, L-3 Communications, Lockheed Martin, Northrop Grumman, Raytheon, SAIC, Sikorsky.

Среди отечественных OEM-производителей, использующих продукцию Eurotech Group, назовем такие известные компании, как ГосНИИАС (Москва), ОКБ «Авиаавтоматика» (Курск), НПК «ЭЛАРА» (Чебоксары), НПО «Прибор» (Санкт-Петербург), ОАО «Техпри-бор» (Санкт-Петербург), УКБП (Ульяновск). Первые отечественные изделия с использованием продукции Eurotech появились еще в середине 1990-х готов [1].

ОКБ «Авиаавтоматика» применяет продукцию Eurotech Group для производства защищенных бортовых накопителей (ЗБН), таких как ЗБН-МР. ЗБН-ГА, предназначенных для использования в составе бортовых систем контроля и регистрации полетной информации, и ЗБН-МР-К — для морских судов. В качестве примера рассмотрим устройство ЗБН-МР, ЗБН-МР [2] осуществляет прием звуковой информации, запись информации

в энергонезависимую память, сохранение зарегистрированной полетной информации в случае летного происшествия, перезапись информации на наземную систему для последующей обработки и анализа. Технические характеристики ЗБН-МР:

• регистрация звуковой информации — не менее 2 последних часов полета,

• регистрация параметрической информации — не менее 25 последних часов полета,

• наработка на отказ — 10 000 часов,

• потребляемая мощность — менее 20 Вт. Продукция Eurotech Group также используется в других изделиях ОКБ «Авиаавтоматика», таких как серия систем «КАРАТ-Б», «КАРАТ-Б-25», «КАРАТ-Б-29К-01». Это бортовые системы сбора, обработки, контроля и регистрации полетной информации (рис. 3).

Рис. 3. «КАРАТ» — аварийно-эксплуатационные системы сбора и регистрации полетной информации (ОКБ «Авиаавтоматика») на базе продукции Eurotech Group

ОАО «НПО “Прибор”» (Санкт-Петербург) использует продукцию Eurotech Group при производстве твердотельных бортовых накопителей ТБН-К-4, серия 2, ТБН-К-4-1, ТБН-К-4-2 [3]. Устройства типа ТБН-К-4 (рис. 4) являются эксплуатационными накопителями систем сбора и обработки полетной информации и обеспечивают регистрацию полетной информации на легкосъемную карту памяти. Основные характеристики этих изделий:

• масса 3 кг,

• напряжение питания (постоянный ток) 27 В,

• потребляемая мощность 15 Вт (плюс обогрев 120 Вт),

Рис. 4. Твердотельный бортовой накопитель ТБН-К-4

(НПО «Прибор») на базе продукции Eurotech Group

• наработка на отказ 10 000 часов.

Условия эксплуатации:

• температура: от -60 до +60 “С,

• влажность: 98% при +З5 “С.

Механические воздействия:

• вибрация: до 5 g,

• ударные нагрузки: до 8 g.

Продукция Eurotech Group также используется в других изделиях НПО «Прибор», таких как блоки сбора и обработки параметрической информации БСПИ-6, серия 2 (2.1). Устройство БСПИ-6, серия 2 (2.1), предназначено для приема, преобразования и обработки аналоговых сигналов, разовых команд и последовательного кода и формирования информационных потоков для записи в бортовые накопители, а также для выдачи отчетов в самолетные бортовые печатающие устройства и пульт, наземным службам через систему ACARS [4](). Приборы БСПИ-6, серия 2 (2.1), заменят ранее разработанный БСПИ-6 в составе бортовых систем сбора и обработки полетной информации на самолетах типа Ту-204, Ту-214, Ту-2З4, Ту-ЗЗ4, Ил-96, ИЛ-114, Бе-200 и других.

Продукция Eurotech Group использована в многофункциональном индикаторе (рис. 5) НПК «ЭЛАРА», входящем в состав пилотажно-навигационного комплекса ПНК-10ПУ-02, который предназначен для решения задач навигации и пилотирования самолета на всех этапах полета в простых и сложных метеоусловиях, в любое время года и суток над су-

Рис. б. Программируемые коммуникационные контроллеры «ФИОРД-001», «ФИОРД-101» и «ФИОРД-201»

шей и над морем в диапазоне географических широт ±89°.

И, наконец, очень интересным применением модулей PC/104 от Eurotech Group являются контроллеры компании «ФИОРД»: программируемые коммуникационные контроллеры «ФИОРД-001», «ФИОРД-101» и «ФИОРД-201» (рис. 6). Они предназначены для обеспечения обмена данными между различными контроллерами, УСО и SCADA-системами по RS232/485 и Ethernet. В качестве при-

мера рассмотрим контроллер «ФИОРД-101»: он имеет процессор Geode GX1 266 M^, ОЗУ 128 Мбайт, FLASH-диск 64 Мбайт, порты Ethernet 10/100 Мбит/с и Ethernet 10 Мбит/с, 10 последовательных портов (1 порт — технологический RS232, 5 портов RS232, 4 конфигурируемых порта RS232/RS422/RS485), напряжение питания— 18-36 В постоянного тока, потребляемую мощность — не более 25 Вт. Контроллер работает под управлением ОС Linux и программируются с помощью системы программирования контроллеров ISaGRAF компании ICS Triplex, которая обеспечивает гибкое конфигурирование процедур обмена и обработку данных. Контроллеры выполняют обмен данными по различным коммуникационным протоколам: Modbus TCP, Modbus RTU, МЭК870-5-101, FDA-OPC.

Заключение

Описанные функциональные возможности продукции Eurotech Group должны заинтересовать прежде всего разработчиков встраиваемых, бортовых и мобильных компьютеров, которые предназначены для применения в системах обеспечения безопасности, обороне и авионике. То есть там, где важны надежность, строгое соблюдение международных и отраслевых стандартов в области качества выпускаемой продукции, поддержка промышленного температурного диапазона (от -40 до +85 °C и по заказу— от -55 до +85 °C), компактные размеры, малое энергопотребление, а также длительный жизненный цикл изделия. В следующей статье мы расскажем об изделиях Eurotech Group, специально разработанных для применения на транспорте (автомобильном, железнодорожном, морском и воздушном). ■

Литература

1. Дроздов С., Романов C. Авиационный пульт управления и отображения информации на базе модулей PC/104 // Экспресс-электроника. 1999. № 3.

2. www.aviaavtomatika.ru/production/003/009/

3. www.npo-pribor.ru/products.php?ID=46

4. www.npo-pribor.ru/products.php?ID=49