ЖУРНАЛ «СТА» №3/2007

40 СТА 3/2007 РАЗРАБОТКИ СУДОВОЕ ОБОРУДОВАНИЕ www.cta.ru Для вычислительных систем реаль- ного времени всегда остро стоял вопрос поиска рациональных вариантов по- строения системы информационного взаимодействия и управления работой удалённых источников информации. В настоящее время для решения указан- ной задачи в системах реального време- ни общего назначения широкое рас- пространение получили Ethernetтех- нологии, основанные на использова- нии стандарта Ethernet TCP/IP с детер- минированным временем передачи ко- манд управления и приёма данных. В [1] приводится анализ наиболее распространённых методов обеспече- ния работы по сетям Ethernet в реаль- ном времени: Ethernet/IP, Ethernet Powerlink (EPL), PROFINET IRT, SERCOSIII и EtherCAT. Для рассмот- ренных методов характерными явля- ются относительно небольшое число датчиков, их незначительная террито- риальная разнесённость и допустимое время отклика устройств до несколь- ких миллисекунд. Многоканальные распределённые системы синхронного сбора данных «жёсткого» реального времени (напри- мер, гидролокационные, радиолокаци- онные, навигационные системы, сис- темы связи, распределённые средства контроля и управления и т.п.) имеют ряд принципиальных отличий от сис- тем реального времени общего назна- чения. Рассмотрим основные подходы к решению задач построения многока- нальных распределённых систем син- хронного сбора данных «жёсткого» ре- ального времени на примере систем, предназначенных для применения в составе судового оборудования. О СОБЕННОСТИ СИСТЕМ « ЖЁСТКОГО » РЕАЛЬНОГО ВРЕМЕНИ В качестве определяющих различий в организации управления и информа- ционного обмена для судовых многока- нальных распределённых систем син- хронного сбора данных целесообразно выделить такие группы факторов, как функциональные и временны ' е, Функциональные факторы: ● наличие большого числа источников информации (до десятка тысяч) и их значительное удаление от центра об- работки информации (до сотни мет- ров); ● необходимость обработки больших объёмов информации в режиме «жёсткого» реального времени; ● обеспечение высокой достоверности и надёжности передачи данных. Временны ' е факторы: ● необходимость одновременной выда- чи команд управления и синхрониза- ции на все источники информации; ● необходимость синхронной регистра- ции (оцифровки) данных во всех ис- точниках информации; ● высокая точность синхронизации ра- боты внешних устройств (в зависимо- сти от назначения системы ошибка синхронизации источников инфор- мации должна находиться в пределах от десятков наносекунд до единиц микросекунд). В связи с тем что в рассматриваемых системах время задержки передачи данных несоизмеримо мало по отно- шению к времени обработки информа- ции и тем более по отношению к ско- рости контролируемого процесса (на- пример, скорости перемещения объек- та наблюдения), определяющим фак- тором здесь является не конвейерная задержка передачи данных (суммарная по тракту), а детерминированность времени поступления данных. В общем случае структурную схему многоканальной распределённой сис- темы синхронного сбора данных с ис- пользованием Ethernetтехнологий можно представить в виде, приведён- ном на рис. 1. Многоканальная распределённая система синхронного сбора данных «жёсткого» реального времени, построенная на основе Ethernet-технологий Владимир Севбо, Анатолий Орлов, Андрей Лошаков В статье рассматриваются принципы построения многоканальной распределённой системы синхронного сбора данных с использованием Ethernet-технологий в условиях «жёсткого» реального времени. Особое внимание уделено способам компенсации временных задержек и синхронизации съёма данных от большого числа источников. Система ориентирована на применение в составе судового оборудования, но принципы её построения универсальны и могут быть востребованы в различных отраслях.