CC BY
13
Секция «Проектирование и производство летательньк аппаратов, космические исследования ...»
УДК 629.7.05
ПРИМЕНЕНИЕ ПРОГРАММНО-МАТЕМАТИЧЕСКОЙ МОДЕЛИ ПРИ РАЗРАБОТКЕ БОРТОВОГО ПРОГРАММНОГО КОМПЛЕКСА
Ю. С. Ломаев*, А. В. Толстых
АО «Информационные спутниковые системы» имени академика М. Ф. Решетнева» Российская Федерация, 662972, г. Железногорск Красноярского края, ул. Ленина, 52
E-mail: lomaif@rambler.ru
Рассматриваются стандартный цикл разработки бортового программного обеспечения и его модифицированные подходы. Данные подходы заключаются в применении программно-математической модели и образца для лабораторно-отработочных испытаний.
Ключевые слова: космический аппарат, бортовая аппаратура, бортовое программное обеспечение, программно-математическая модель, лабораторно-отработочные испытания, наземный отладочный комплекс.
THE USAGE OF THE SOFTWARE-MATHEMATICAL MODEL IN THE DEVELOPMENT OF ONBOARD SOFTWARE
Yu. S. Lomaev*, A. V. Tolstykh
JSC Academician M. F. Reshetnev Information Satellite Systems 52, Lenin Str., Zheleznogorsk, Krasnoyarsk region, 662972, Russian Federation
E-mail: lomaif@rambler.ru
The article describes a typical cycle of onboard software development and its modifications. The described approaches consist of the use of a software-mathematical model and an experimental sample for laboratory testing.
Keywords: a spacecraft, onboard equipment, onboard software, a software-mathematical model, laboratory testing, ground debugging complex.
Существует множество подходов для разработки программного обеспечения (ПО), связанных с проектированием ПО [1]. Разработка, автономное и системное тестирование бортового программного обеспечения (БПО) является ключевым этапом жизненного цикла КА, оно обеспечивает взаимодействие и логику функционирования приборов внутри его системы [2].
Стандартный цикл разработки БПО, выполняющийся итерационно, включает [3]:
1) определение требований к ПО системе;
2) разработка архитектурного проекта (АП) ПО системы;
3) разработка и автономное тестирование (АТ) программного обеспечения (ПО) системы;
4) системное тестирование (СТ) ПО системы в режимах системы;
5) СТ ПО в режимах КА;
6) стыковочные испытания ПО и бортовой аппаратуры (БА) в составе КА;
7) сопровождение ПО системы на этапе штатной эксплуатации.
В процессе разработки БПО необходимо производить детальное тестирование взаимодействия программного обеспечения системы и БА с целью выявления ошибок до проведения тестирования и испытаний ПО и аппаратуры в составе КА [4]. При обнаружении ошибок изменение программного обеспечения БА затруднительно, так как в её составе могут применяться однократно программируемые запоминающие устройства, либо корректировка ошибок может занять продолжительное время, и выявление ошибок в БА выполняется через БПО, что может привести к увеличению сроков проведения испытаний КА. В таком случае при появлении нештатных си-
Актуальные проблемы авиации и космонавтики - 2018. Том 1
туаций существует возможность парирования сбоев программного обеспечения БА со стороны бортового комплекса управления посредством доработки программных средств.
Одним из подходов проведения тестирования ПО при разработке БПО является имитация логики работы аппаратуры с помощью создания её программно-математической модели.
Программно-математическая модель (ПММ) - комплекс реализованной логики работы аппаратуры в виде программного кода, посредством которого выполняется прием и передача информации при взаимодействии с БПО. Входной информацией являются исходные данные на ПММ, которые позволяют отработать штатные и нештатные ситуации, регламентируя требования, предъявляемые к логике работы аппаратуры и её модели. Выходной информацией служат результаты проведения автономного тестирования ПММ.
Суть информационного взаимодействия между программной моделью и бортовым программным обеспечением заключается в проверке приема и передачи информационных сообщений: команды управления, телеметрическая информация, бортовое время, массивы программного обеспечения, квитанции и т. д.
Применение программно-математической модели позволяет провести имитацию логики работы аппаратуры, как в штатных, так и в нештатных ситуациях, при которых происходят сбои в информационном обмене между ней и бортовым комплексом управления.
Ещё одним подходом проведения тестирования БПО является использование образца для лабораторно-отработочных испытаний (ЛОИ). Образец ЛОИ - это специальный образец аппаратуры для проведения испытаний, являющийся прототипом штатной аппаратуры по функционалу и базовым техническим характеристикам, на котором отрабатываются программные и технические решения. Такое изделие дешевле штатной аппаратуры и изготавливается быстрее, в связи с чем существует возможность тестирования БПО до момента изготовления штатного образца. Входной информацией является логика функционирования образца, которая регламентируется требованиями по созданию экспериментального изделия. Выходной информацией является исполнимый код БПО для тестирования на наземном отладочном комплексе (НОК).
Отработка взаимодействия БПО с образцом ЛОИ и с ПММ проводятся для проверки информационного обмена и логики функционирования аппаратуры. В рамках отработки взаимодействия программного обеспечения с прототипом аппаратуры и ПММ проводится тестирование по проверке штатной и нештатной логики работы аппаратуры. Упомянутые меры способствуют предварительному выявлению ошибок в логике функционирования и отработке нештатных ситуаций работы аппаратуры до этапа проведения системного тестирования БПО в режимах КА, что приводит к ускорению процесса отладки БПО, повышая его надёжность.
Библиографические ссылки
1. Шошмина И. В. Проектирование программных бортовых систем управления с поддержкой верификации // Моделирование и анализ информационных систем. 2010. № 4. С. 125-136.
2. Колташев А. А. Эффективная технология управления циклом жизни бортового программного обеспечения спутников связи и навигации // Авиакосмическое приборостроение. 2006. № 12. С. 20-25.
3. Антамошкин А. Н., Колташев А. А. Технологические аспекты создания бортового программного обеспечения спутников связи // Вестник СибГАУ. 2005. № 3. С. 93-95.
4. Ломаев Ю. С., Иванов И. А. Применение лабораторно-отработочного изделия для сокращения временных затрат на разработку и тестирование бортового программного обеспечения // Разработка, производство, испытания и эксплуатация космических аппаратов и систем : сб. тез. IV науч.-техн. конф. молодых специалистов ; АО «ИСС». Железногорск, 2017. С. 99-101.
© Ломаев Ю. С., Толстых А. В., 2018
