CC BY
14Решетневскуе чтения. 2014
УДК 004.045
РАЗРАБОТКА АНАЛИЗАТОРА ЛИНКА SPACEWIRE
М. Ю. Вергазов
ООО «Связьком» Российская Федерация, 660049, г. Красноярск, просп. Мира, 45а Е-mail: wintel@bk.ru
Рассмотрена концепция реализации программно-аппаратного анализатора трафика сети Space Wire. Представлены структура и функциональность устройства, выбран способ реализации. Показаны отличия проектируемого устройства от существующих аналогов.
Ключевые слова: система на кристалле, СнК, SpaceWire, анализатор трафика, ПЛИС.
SPACEWIRE LINK ANALYZER DEVELOPMENT
M. Yu. Vergazov LLC "Svyazcom"
45a, Mira prosp., Krasnoyarsk, 660049, Russian Federation. E-mail: wintel@bk.ru
Hardware-software SpaceWire traffic analyzer design concept is considered. Its structure and functionality are presented, implementation method is chosen. In addition the differences of proposed device from its analogs are demonstrated.
Keywords: single event upset, fault injection, System on Chip, FPGA.
В настоящее время широкое распространение в аэрокосмической отрасли получила сетевая технология SpaceWire [5; 6]. Она разрабатывалась специально для применения в суровых условиях космического пространства.
В России разработка устройств, поддерживающих SpaceWire, и ПО для этих устройств только начинается, до сих пор многие отечественные производители космических аппаратов (КА) либо ещё не внедрили данную технологию при производстве КА, либо используют зарубежные устройства и ПО.
Задержку внедрения помимо прочих факторов вызывает боязнь производителей перехода на данную технологию ввиду малого количества средств тестирования и отладки на рынке, необходимых при разработке устройств и ПО [3]. Предлагаемое устройство призвано решить эту проблему. Его назначение - предоставление средств отладки и тестирования при разработке приложений и устройств с использованием сетевой технологии SpaceWire [1; 2].
Устройство представляет собой анализатор линка (другие названия этого класса устройств - сниффер, монитор трафика) в сети SpaceWire. Его назначение -предоставление средств отладки и тестирования при разработке приложений и устройств с применением сетевой технологии SpaceWire, широко используемой для организации информационного обмена между модулями в космических аппаратах.
Разрабатываемое устройство представляет собой программно-аппаратный комплекс (ПАК), совмещающий несколько функций:
- анализатор линка в сети SpaceWire - позволяет перехватывать трафик в SpaceWire соединении и записывать его для дальнейшего анализа;
- генератор трафика - позволяет посылать пакеты данных в соединение SpaceWire [4] с компьютера через Ethernet-интерфейс;
- прозрачный модификатор трафика - позволяет «на лету» изменять пакеты данных SpaceWire по заданным правилам, например, для внедрения ошибок в линию (для проверки алгоритмов обнаружения и исправления ошибок) или внедрения логических ошибок для анализа реакции разрабатываемых устройств на такие пакеты с данными. Последнее особенно важно, так как логические ошибки в ПО и устройствах очень опасны, они непредсказуемы и могут приводить к серьезным ошибкам в работе вплоть до потери управления и вывода из строя других устройств из-за неправильных действий;
- генератор событий - при обнаружения пакетов, соответствующих заданным правилам происходит оповещение оператора, это требуется, например, при поиске ошибок для определения условий, при которых возникают искомые пакеты.
Новшеством данного ПАК является функция изменения трафика «на лету». Она позволяет проводить отработку устройств с целью выявления скрытых ошибок и определения реакции разрабатываемого устройства или ПО на повреждённые или логически неверные пакеты с данными. Это очень важный этап тестирования устройств и ПО, использующих в качестве средства передачи данных SpaceWire.
Структурная схема ПАК следующая (см. рисунок).
ПАК работает в следующих режимах:
- режим записи трафика для последующего анализа;
- режим генерации трафика: работа в качестве моста SpaceWire-Ethernet;
Космическое электронное приборостроение
- режим модификации трафика «на лету»;
- режим генерации событий (мониторинг с триггерами обнаружения).
В каждом режиме работы задействуется соответствующая часть ПО программно-аппаратного комплекса.
Подготовлено при поддержке ФГБУ «Фонд содействия развитию малых форм предприятий в научно-технической сфере».
Библиографические ссылки
1. Шахматов А. В., Чекмарев С. А., Ханов В. Х., Вергазов М. Ю. Сетевая архитектура сопряжения комплексов бортового оборудования космического аппарата // Вестник СибГАУ. Красноярск, 2012. Вып. 4(44). С. 148-151.
2. Вергазов М. Ю., Чекмарев С. А. Опыт разработки бортовой сети на основе стандарта SpaceWire // Решетневские чтения : материалы XV Междунар. науч. конф. Красноярск, 2011. Ч. 2. С. 667-668.
3. Никитин Д. А., Чекмарев С. А., Вергазов М. Ю., Лукин Ф. А. Применение помехоустойчивого кодирования и сетевой архитектуры для разработки отказоустойчивой бортовой аппаратуры // Сб. Научно-технической конференции молодых специалистов ОАО «ИСС» им. акад. М. Ф. Решетнёва. Железно-горск, 2011. С. 187-189.
4. Joris van Rantwijk. SpaceWire Light v20110709. URL: http://opencores.org/project,spacewire_light (дата обращения: 5.08.2011).
5. ECSSE-ST-50-12C SpaceWire - Links, nodes, routers and networks. European Cooperation for Space Standardization (ECSS), 2008. 129 a
6. ECSSE-ST-50-52C SpaceWire - Remote memory access protocol. European Cooperation for Space Standardization (ECSS), 2010.
References
1. Shakhmatov A. V., Chekmarev S. A., Khanov V. Kh., Vergazov M. Yu. Vestnik SibGAU, 2012, no. 4(44), p. 148-151.
2. Vergazov M. Yu., Chekmarev S. A. Materialy XV Mezhdunarodnoy nauchnoy konferentsii «Reshetnevskie chteniya» (Materials XV Mezhdunarodnoy nauchnoy conference Reshetnev reading), Krasnoyarsk, 2011, ch. 2, p. 667-668.
3. Nikitin D. A., Chekmarev S. A., Vergazov M. Yu., Lukin F. A. Sbornik Nauchno-tekhnicheskoy konferentsii molodykh spetsialistov OAO «ISS» im. ak. M. F. Reshetneva, Zheleznogorsk, 2011, p. 187-189.
4. Joris van Rantwijk. SpaceWire Light v20110709. Available at: http://opencores.org/project,spacewire_light (accessed: 5 August 2011).
5. ECSSE-ST-50-12C SpaceWire - Links, nodes, routers and networks. European Cooperation for Space Standardization (ECSS), 2008. 129 p.
6. ECSSE-ST-50-52C SpaceWire - Remote memory access protocol. European Cooperation for Space Standardization (ECSS), 2010.
© Bepra30B M. to., 2014
