CC BY
17<Тешетневс^ие чтения. 2016
Дальность измерения будет снижена, если применить закрытые ультразвуковые головки, как, например, пары 400ЕТШ 400ER18S [3]: применение герметичных головок продиктовано необходимостью защиты от негативных воздействий окружающей среды, таких как влага, пыль, солевой туман.
По мнению авторского коллектива, точность и дальность измерения расстояния можно улучшить, если применить более сложный способ кодирования и декодирования сигнала. Было принято решение применить способ согласно стандарту 1ЕЕЕ802.11 для частоты передачи 1мбит/сек: с помощью модуляции BPSK передается 11-позиционная последовательность Баркера [4].
Применимо к ультразвуковому дальномеру частота несущей составит 40кГц, частота модулирующей последовательности 1 кбит/сек (ограничена АЧХ ультразвуковых головок), частота передачи кодовых посылок 10Гц.
Согласно предварительно проведенному анализу, производительности микроконтроллера STM32F405 достаточно для осуществления всех необходимых вычислений (включая модуляцию и демодуляцию).
References
1. URL: http://robotosha.ru/electronics/how-works-ultrasound-meter.html.
2. URL: http://mcustore.ru/projects/podklyuchenie-ultrazvukovogo-datchika-rasstoyaniya-hc-sr04-k-arduino/.
3. URL: http://www.prowave.com.tw/english/ products/ut/enclose.htm.
4. URL: http://cp.literature.agilent.com/litweb /pdf/5988-3762EN.pdf.
5. URL: http://www.st.com/content/st_com/en/ products/microcontrollers/stm32-32-bit-arm-cortex-mcus/ stm32f4-series/stm32f405-415.html.
© Шуринова Д. А., Хорошко А. Ю., 2016
УДК 004.045
РЕЗУЛЬТАТЫ РАЗРАБОТКИ АНАЛИЗАТОРА ЛИНКА SPACEWIRE
М. Ю. Вергазов
Сибирский государственный аэрокосмический университет имени академика М. Ф. Решетнева Российская Федерация, 660037, г. Красноярск, просп. им. газ. «Красноярский рабочий», 31
E-mail: [email protected]
Рассмотрены разработки программно-аппаратного анализатора трафика сети SpaceWire. Представлены структура, функциональность и возможности устройства. Рассмотрены задачи, выполняемые программной частью комплекса, и задачи, выполняемые аппаратной частью комплекса.
Ключевые слова: система на кристалле, СнК, SpaceWire, анализатор трафика, ПЛИС.
SPACEWIRE LINK ANALYZER DEVELOPMENT RESULTS
M. Yu. Vergazov
Reshetnev Siberian State Aerospace University 31, Krasnoyarsky Rabochy Av., Krasnoyarsk, 660037, Russian Federation E-mail: [email protected]
This paper considers SpaceWire traffic analyzer development results. Its structure, functionality and abilities are presented. Tasks for hardware and software parts are considered separately.
Keywords: single event upset, fault injection, System on Chip, FPGA.
Для ускорения внедрения технологии SpaceWire [1-4] в проектных разработках малых космических аппаратов в России был разработан программно-аппаратный комплекс (ПАК) [5], предоставляющий разработчикам инструмент для отладки их приложений, использующих в своей работе сетевой интерфейс SpaceWire, широко применяемый зарубежными космическими агентствами для организации информационного обмена между модулями в космических аппаратах.
Основные функции программно-аппаратного комплекса:
- анализатор линка SpaceWire позволяет перехватывать трафик в SpaceWire-соединении и записывать его для дальнейшего анализа. В данном режиме осуществляется дублирование трафика между SpaceWire-интерфейсами на ЕШете^интерфейс, далее при помощи ПО на персональном компьютере осуществляется запись передаваемых данных;
Системы управления, космическая навигация и связь
Внешний вид разработанного устройства
- генератор трафика - позволяет посылать пакеты данных в соединение SpaceWire с компьютера через Ethernet-интерфейс. На данный момент реализована возможность отправки отдельных SpaceWire-пакетов, однако разработанная платформа позволяет при некоторых модификациях использовать устройство в качестве SpaceWire-Ethernet-моста;
- прозрачный модификатор трафика - позволяет на лету изменять пакеты данных SpaceWire по заданным правилам, например, для внедрения ошибок в линию, что позволит анализировать реакцию разрабатываемых устройств на такие пакеты с данными. На данный момент реализована возможность обработки простых правил - изменение заданных байтов другими (по порядку следования в пакете). Дальнейшая разработка ПО позволить дополнить данную возможность более сложными правилами;
- 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.
Аппаратная часть ПАК основана на ПЛИС и имеет следующую спецификацию:
- 4 SpaceWire-порта;
- 2 Ethernet-порта;
- 32 Мбит ОЗУ (SRAM) для буферного хранения пакетов;
- опционально: 4 Гбит DDR SDRAM при использовании ПАК для анализа нагруженных линий с большими размерами пакетов (например, в линиях, передающих видео с камер);
- 16 Мбит ПЗУ для хранения конфигурационной информации.
Внешний вид аппаратной части ПАК и вид собранной печатной платы представлены на рисунке.
Интерфейс SpaceWire в ПЛИС реализован при помощи IP-ядра SpaceWire Light [6], Ethernet-интерфейс - на основе IP-ядра ethernet 100/1000 [7].
Программная составляющая комплекса реализована в виде двух составляющих - открытого ПО Wireshark с дополнительным плагином для разбора SpaceWire-пакетов (при помощи него осуществляются запись и анализ поступающих пакетов) и пользова-
тельского приложения, имеющего в своём составе следующие инструменты:
- форма для отправки пакетов SpaceWire;
- форма для задания правил изменения проходящих по SpaceWire-соединению пакетов (указываются порядковые номера или диапазоны байтов и значения, которые подлежат изменению);
- форма для установки триггеров срабатывания (реализована аналогично форме для задания правил изменения пакетов - указываются порядковые номера или диапазоны байтов и значения, которым они должны соответствовать).
Подготовлено при поддержке ФГБУ «Фонд со-деиствия развитию малых форм предприятий в научно-технической сфере».
Библиографические ссылки
1. ECSSE-ST-50-12C SpaceWire - Links, nodes, routers and networks. European Cooperation for Space Standardization (ECSS), 2008. 129 с.
2. Сетевая архитектура сопряжения комплексов бортового оборудования космического аппарата / А.
B. Шахматов, С. А. Чекмарев, В. X. Ханов, М. Ю. Вергазов // Вестник СибГАУ. 2012. Вып. 4(44).
C. 148-151.
3. 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.
4. Применение помехоустойчивого кодирования и сетевой архитектуры для разработки отказоустойчивой бортовой аппаратуры / Д. А. Никитин, С. А. Чек-марев, М. Ю. Вергазов, Ф. А. Лукин // Сб. науч.-техн. конф. молодых специалистов ОАО «ИСС» им. акад. М. Ф. Решетнёва. Железногорск, 2011. С. 187-189.
5. Вергазов М. Ю. Разработка анализатора линка SpaceWire // Решетневские чтения : материалы XVIII Междунар. науч. конф. Красноярск, 2014. Ч. 1. С. 220-221.
6. Joris van Rantwijk. SpaceWire Light v20110709. URL: http://opencores.org/project,spacewire_light.
7. Yi Li. Ethernet 100/1000 Mbps. URL: http://opencores.org/project,gbiteth.
Решетневс^ие чтения. 2016
References
1. ECSSE-ST-50-12CSpaceWire-Links, nodes, routers and networks. European Cooperation for Space Standardization (ECSS), 2008. 129 p.
2. Shakhmatov A. V., Chekmarev S. A., Khanov V. Kh., Vergazov M. Yu. Vestnik SibGAU. 2012. № 4(44). P. 148-151.
3. 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.
4. 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.
5. Vergazov M. Yu. Materialy XVIII Mezhdunarodnoy nauchnoy konferentsii «Reshetnevskie chteniya» (Materials XVIII Mezhdunarodnoy nauchnoy conference Reshetnev reading). Krasnoyarsk, 2014. Ch. 1. P. 220-221.
6. Joris van Rantwijk. SpaceWireLightv20110709. Available at: http://opencores.org/project,spacewire_light (accessed: 15 September 2015).
7. Yi Li. Ethernet 100/1000 Mbps. URL: http://opencores.org/project,gbiteth (accessed: 15 September 2015).
© Bepra30B M. to., 2016
УДК: 629.78.064.56
СПОСОБ ОЦЕНКИ ЦЕЛОСТНОСТИ ФОТОГЕНЕРИРУЮЩЕЙ ЧАСТИ БАТАРЕЙ СОЛНЕЧНЫХ, ПРИМЕНЯЕМЫХ НА ПЕРСПЕКТИВНЫХ КОСМИЧЕСКИХ АППАРАТАХ
Е. О. Воронцова, Ю. В. Алисеенко, А. Н. Ильин
АО «Информационные спутниковые системы» имени академика М. Ф. Решетнёва» Российская Федерация, 662972, г. Железногорск Красноярского края, ул. Ленина, 52 E-mail: [email protected]
Представлен способ оценки целостности фотогенерирующей части батарей солнечных на основе Al-Ga-In-As-P путем облучения лазерным излучением. Возникающую люминесценцию фиксирует фотокамера. По однородности люминесценции персональный компьютер определяет целостность фотопреобразователей.
Ключевые слова: свечение, целостность, фотопреобразователь, однородность, перегрев, бесконтактный.
EVALUATION METHOD FOR THE INTEGRITY OF PHOTOGENERATED PART OF THE SOLAR BATTERIES USED BY FUTURE SATELLITES
E. O. Vorontsova, Yu. V. Aliseenko, A. N. Ilyin JSC Academician M. F. Reshetnev Information Satellite Systems 52, Lenin Street, Zheleznogorsk, Krasnoyarsk region, 662972, Russian Federation E-mail: [email protected]
The article demonstrates a method of evaluating the integrity offotogenerated part of solar batteries based on Al-Ga-In-As-P by irradiation with laser radiation. The camera records the resultant luminescence. The software on the PC evaluates the integrity of the photoconverter according to the uniformity of luminescence.
Keywords: luminescence, integrity, photoconverter, uniformity, overheats, pointless.
В процессе изготовления и испытаний космического аппарата (КА) необходимо контролировать целостность фотопреобразователей (ФП) и электрические параметры батареи солнечной (БС) [1; 2].
В настоящее время в АО «ИСС» контроль состояния БС осуществляется в два этапа:
- визуальный метод контроля целостности ФП (определяется целостность фотогенерирующей части (ФГЧ) и защитного стекла ФП);
- измерение световой вольт-амперной характеристики (ВАХ) БС.
Визуальный метод заключается в определении типа трещин: трещины защитных стекол или трещины в
ФП. Данный этап заключается в осмотре лицевой поверхности поврежденного ФП при его освещении лампой накаливания с тыльной стороны. При этом наличие видимого просвета означает трещину ФП. Отсутствие просвета говорит о наличии трещины стекла.
Достоинства метода заключаются в простоте его проведения и отсутствии необходимости в дополнительном оборудовании.
К недостаткам такого метода можно отнести то, что его возможно применить только для БС, где крепление ФП происходит таким образом, что тыльная сторона ФП доступна (например, крепление на струны).
