Разработка программного обеспечения для поддержки технологии SpaceWire Текст научной статьи по специальности «Компьютерные и информационные науки»

Программные средства и информационные технологии

УДК 004.45:629.78.01

РАЗРАБОТКА ПРОГРАММНОГО ОБЕСПЕЧЕНИЯ ДЛЯ ПОДДЕРЖКИ ТЕХНОЛОГИИ SPACEWIRE

А. В. Хохлова, Д. В. Жежель, М. Ю. Сахнов, Н. Н. Шумаков, С. А. Краус

АО «Информационные спутниковые системы» имени академика М. Ф. Решетнева» Российская Федерация, 662972, г. Железногорск Красноярского края, ул. Ленина, 52

E-mail: [email protected]

Рассматриваются вопросы разработки программных компонентов, обеспечивающих использование технологии SpaceWire в составе технологического и бортового программного обеспечения спутников связи и навигации.

Ключевые слова: SpaceWire, бортовое программное обеспечение, бортовой компьютер.

SOFTWARE DEVELOPMENT TO PROVIDE SPACEWIRE TECHNOLOGY A. V. Khokhlova, D. V. Zhezhel, M. Y. Sakhnov, N. N. Shumakov, S. A. Kraus

JSC Academician M. F. Reshetnev Information Satellite Systems 52, Lenin Str., Zheleznogorsk, Krasnoyarsk region, 662972, Russian Federation E-mail: [email protected]

The research considers the development of software components ensuring the use of Space Wire technology as a part of the technological and on-board software of communication and navigation satellites.

Keywords: SpaceWire, onboard software, onboard computer.

С увеличением сложности спутников связи и навигации в части состава бортовой аппаратуры (БА), изменением требований к скорости и объему информационного обмена, устойчивости к отказам и сбоям, для перспективных изделий Акционерного общества «Информационные спутниковые системы» имени академика М. Ф. Решетнева» (АО «ИСС») было принято решение о разработке бортовой информационной сети на основе стандарта SpaceWire [1; 2] с протоколом транспортного уровня RMAP [3].

На данный момент в АО «ИСС» ведутся работы на макетном образце (МО) бортового компьютера (БК) с архитектурой SPARC V8 [4] и использующем в качестве основного внутреннего интерфейса обмена информацией контролеры SpaceWire [5]. В рамках этих работ, для отработки внутренних каналов SpaceWire MO БК была разработана технологическая программа «ПРИЕМ \ ВЫДАЧА ПРОИЗВОЛЬНОГО ПАКЕТА RMAP».

Отработка внутренних каналов SpaceWire МО БК проводилась для внутренней сети состоящей из МО БК с контроллерами SpaceWire, маршрутизаторов и модулей внешней памяти (МВП). Отработка проводилась выдачей с МО БК c помощью программы «ПРИЕМ \ ВЫДАЧА ПРОИЗВОЛЬНОГО ПАКЕТА RMAP» пакетов RMAP различного вида через выбранный контроллер.

При отработке внутренних каналов SpaceWire МО БК решались следующие задачи:

- исследование контроллеров SpaceWire МО БК при обмене пакетами RMAP;

- тестирование каналов SpaceWire МО БК пакетами RMAP;

- проверка работы контроллеров SpaceWire при имитации неисправностей линк-анализатором.

Технологическая программа «ПРИЕМ \ ВЫДАЧА ПРОИЗВОЛЬНОГО ПАКЕТА RMAP» разработана для решения указанных задач и обеспечивает:

1) инициализацию всех контроллеров SpaceWire ВМ и подготовку к работе с МВП;

2) формирование и выдачу пакета RMAP в соответствии с заданными входными данными, включая:

- работу с логической или аппаратной адресацией;

- использование команд RMAP согласно [3] (чтение, запись, чтение-модификация-запись);

- использование аппаратного или программного способа подсчета контрольных сумм для пакетов RMAP;

- Организацию циклической выдачи пакетов RMAP c определенной задержкой.

3) сбор информации по состоянию регистров контроллеров SpaceWire.

При помощи разработанной программы были получены практические результаты использования технологии SpaceWire и оценка устойчивости контроллеров SpaceWire и сети в целом к сбоям при скоростях работы до 50 Мбит/с.

Так как интерфейс SpaceWire является основным интерфейсом для работы с модулями внешней памяти (МВП), была разработана бортовая программа «ДРАЙВЕР МВП». Программа «ДРАЙВЕР МВП» предназначена для организации записи и чтения информации c МВП и позволяет:

1) выполнять инициализацию заданного МВП (формирование регистров заданного контроллера

Решетневские чтения. 2017

SpaceWire и внутреннего порта конфигурации маршрутизатора);

2) производить чтение данных с указанного адреса МВП используя логическую адресацию;

3) производить запись данных по указанному адресу МВП используя логическую адресацию.

Для чтения с МВП информации используемой при загрузке бортового программного обеспечения (БПО), была разработана бортовая программа «ДРАЙВЕР ЗАГРУЗЧИКА», входящая в состав программы «ЗАГРУЗЧИК БПО» и являющаяся модификацией программы «ДРАЙВЕР МВП». В данной модификации программы доступ к МВП осуществляется по физическим адресам.

Разработка и автономное тестирование всех программ выполнялось языке Модула-2 на средствах КСП M2-SPARC. Отработка драйверов производилась на средствах лабораторного отладочного комплекса как автономно, так и в составе бортовой ОС. Задел, полученный при разработке указанных программ, используется при разработке программ «ДРАЙВЕР RMAP» и «ДРАЙВЕР SPW».

Библиографические ссылки

1. ECSS-E-50-12C. SpaceWire - Links, nodes, routers and networks. European Cooperation for Space Standardization (ECSS). 2008. Р. 129.

2. ECSS-P_001A (REV.1) Space product assurance glossary of terms (ECSS), Jun 1997.

3. ECSS-E-ST-50-52C SpaceWire - Remote memory access protocol. European Cooperation for Space Standardization (ECSS). 2010. Р. 109.

4. SPARC V8E - SPARC-V8 Embedded (V9E) Architecture Specification. SPARC-V8E, Version 1.0, October 23, 1996.

5. Jiri Gaisler, Edvin Catovic, Marko Isomäki, Kristoffer Glembo, Sandi Habinc. GRLIB IP Core User's Manual. Version 1.0.19, September 2008. Р. 430-479.

References

1. ECSS-E-50-12C. SpaceWire - Links, nodes, routers and networks. European Cooperation for Space Standardization (ECSS). 2008. Р. 129.

2. ECSS-P_001A (REV.1) Space product assurance glossary of terms (ECSS), Jun 1997.

3. ECSS-E-ST-50-52C SpaceWire - Remote memory access protocol. European Cooperation for Space Standardization (ECSS). 2010. Р. 109.

4. SPARC V8E - SPARC-V8 Embedded (V9E) Architecture Specification. SPARC-V8E, Version 1.0, October 23, 1996.

5. Jiri Gaisler, Edvin Catovic, Marko Isomäki, Kristoffer Glembo, Sandi Habinc. GRLIB IP Core User's Manual. Version 1.0.19, September 2008. Р. 430-479.

© Хохлова А. В., Жежель Д. В., Сахнов М. Ю., Шумаков Н. Н., Краус С. А., 2017