CC BY
22
Актуальные проблемы авиации и космонавтики - 2016. Том 1
УДК 621.382 + 004.031.6
ЛОГИКА С КАСКАДНЫМ ПЕРЕПЛЕТЕНИЕМ В РЕКОНФИГУРИРУЕМОЙ СИСТЕМЕ ФУНКЦИОНАЛЬНОГО КОНТРОЛЯ И ДИАГНОСТИКИ КОСМИЧЕСКОГО АППАРАТА
Л. В. Савкин, П. А. Гусенков
Публичное акционерное общество «Радиофизика» Российская Федерация, 125363, г. Москва, ул. Героев-Панфиловцев, 10 E-mail: [email protected]
Исследуются способы повышения надежности ранее предложенной реконфигурируемой системы функционального контроля и диагностики космического аппарата, основанные на использовании низкоуровневых избыточных логических схем с каскадным переплетением. Изучены два варианта построения диагностических каналов с логическим переплетением в реконфигурируемой системе функционального контроля и диагностики. Проведена сравнительная оценка достоинств и недостатков каждого из вариантов архитектур диагностических каналов.
Ключевые слова: диагностика, диагностический канал, реконфигурируемое вычислительное поле, логическое каскадное переплетение, избыточность.
LOGIC WITH THE CASCADE STRANDING IN THE SPACECRAFT RECONFIGURABLE SYSTEM OF FUNCTIONAL MONITORING AND DIAGNOSTICS
L. V. Savkin, P. A. Gusenkov
Public joint-stock company «Radiofizika» 10, Geroyev-Panfilovtsev Str., Moscow, 125363, Russian Federation E-mail: [email protected]
In operation the methods of reliability augmentation earlier offered spacecraft reconfigurable system of functional monitoring and diagnostics based on use of low level excess logic diagrams with the cascade stranding are researched. Two options of creation diagnostic channels with logical stranding in reconfigurable system of functional monitoring and diagnostics are studied. The comparative assessment merits and demerits of each options the diagnostic channels architecture is carried out.
Keywords: diagnostics, diagnostic channel, reconfigurable computing field, logical cascade stranding, redundance.
Целью работы является разработка и исследование эффективных способов повышения надежности функционирования предложенной в [3; 4] реконфигурируемой системы функционального контроля и диагностики (СФКД) космического аппарата (КА). В качестве основного способа повышения надежности СФКД предложены два варианта реализации диагностических каналов в реконфигури-руемом вычислительном поле (РВП) [2] с каскадным принципом организации логического переплетения на базе программируемых логических интегральных схем класса FPGA.
В отличие от традиционного подхода [1], использующего логику с переплетением в виде многослойной комбинаторной схемы, разработанные архитектуры с каскадным логически переплетением предусматривают возможность реконфигурации каналов между участками (каскадами) прямого распространения сигналов. При этом отличительной чертой каждого из разработанных вариантов архитектур является способ формирования команды на реконфигурацию между каскадами внутри диагностического канала, контроль которого в общем случае осуществляется во внешнем относительно канала фрагменте РВП СФКД по схеме встроенного контроля на уровне конфигурируемых логических блоков (КЛБ).
В первом варианте архитектуры канала обработки диагностической информации (КОДИ) формирование команды на реконфигурацию каскадов осуществляется на основе оценки значений булевых производных в выходных контрольных точках каждого из слоев КОДИ СФКД. При этом сам
Секция «Электронная техника и технологии»
факт наличия неисправности на выходе каскада КОДИ однозначно определяется на основе изменения значения индикаторной функции вида
=8м 7 = ы (1)
где 8^ - значение двоичной переменной на 7-м выходе каскада КОДИ с порядковым номером w;
у№ (8^) - логико-арифметическая функция самого каскада; п - порядковый номер выхода каскада КОДИ, имеющего контрольную точку с тем же условным порядковым номером. Достоинством данного способа является возможность точной локализации неисправного каскада вплоть до его 7-го сигнального выхода. При этом с точки зрения практической реализации данного варианта архитектуры КОДИ с каскадным логически переплетением значительные трудности будет составлять необходимость формирования фрагментов РВП СФКД, реализующих расчет булевых производных по выражению (1) на выходах каскадов КОДИ по схеме встроенного контроля КЛБ.
Во втором варианте архитектуры КОДИ формирование команды на реконфигурацию каскадов осуществляется на основе данных, имеющихся на выходе последнего каскада КОДИ. Достоинством данной архитектуры является простота ее реализации на низком аппаратном уровне по сравнению с первым способом. Однако существенным недостатком здесь выступает невозможность локализации межкаскадных неисправностей КОДИ.
Библиографические ссылки
1. Иыуду К. А. Надежность, контроль и диагностика вычислительных машин и систем : учеб. пособие для вузов по спец. «Вычислительные машины, комплексы, системы и сети». М. : Высш. шк., 1989. 216 с.
2. Реконфигурируемые мультиконвейерные вычислительные структуры / И. А. Каляев, И. И. Левин, Е. А. Семерников и др. Ростов-на-Дону: ЮНЦ РАН, 2008. 397 с.
3. Савкин Л. В. 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. Новосибирск : СибАК, 2014. № 10(35). С.79-87.
4. Савкин Л. В., Ширшаков А. Е., Новичков В. М. Построение реконфигурируемой системы функционального контроля и диагностики бортового комплекса управления космического аппарата // Авиакосмическое приборостроение. 2015. № 6. С. 8-13.
© Савкин Л. В., Гусенков П. А., 2016
