ЖУРНАЛ «СТА» №3/2007

И НФОРМАЦИОННЫЙ ОБМЕН В соответствии с приведённой схемой информационный обмен реализуется следующим образом. Аналоговые сигна- лы от группы датчиков поступают в мо- дуль обработки сигналов (МОС), где происходит их оцифровка и преобразо- вание в UDPпакеты. Сформированные вМОС пакеты данных по Ethernetкана- лам передаются в блок агрегирования данных (БАД), где осуществляется объе- динение группы Ethernetканалов в один канал Gigabit Ethernet. В этот ка- нал, как правило, объединяются данные для отдельных режимов обработки. Именно использование Ethernetтех- нологий для передачи информации по- зволяет путём последовательного агре- гирования данных от большого числа пространственно разнесённых датчи- ков решить следующие задачи: ● существенно сократить число ис- пользуемых кабелей; ● обеспечить высокую надёжность и достоверность передачи данных; ● обеспечить агрегирование и упорядо- чивание в отдельный канал передачи данных для реализации определённо- го алгоритма обработки информации; ● снизить требования к производитель- ности вычислительных средств за счёт формирования упорядоченных потоков входных данных; ● обеспечить возможность резервиро- вания не только на уровне каналов передачи данных, но и на уровне по- токов данных. С ИНХРОНИЗАЦИЯ И УПРАВЛЕНИЕ РАБОТОЙ ВНЕШ - НИХ ДАТЧИКОВ Использование Ethernetтехнологий для организации множественной син- хронизации и управления большим числом внешних датчиков в системах «жёсткого» реального времени позво- ляет обеспечить следующие преимуще- ства: ● возможность общей, групповой и ин- дивидуальной (раздельной) синхро- низации работы большого числа дат- чиков; ● возможность автоматической адап- тации к временным задержкам тер- риториально разнесённых датчи- ков; ● возможность организации маркерно- го способа синхронизации, что обес- печивает высокую помехоустойчи- вость и надёжность работы системы при значительном удалении датчи- ков; ● объединение в одном потоке команд управления и синхронизации; ● реализацию механизма обеспечения синхронности работы всех датчиков и выравнивания времени поступления данных от них; ● достаточно простую реализацию вы- сокоэффективной системы контроля и диагностики работы большого чис- ла внешних датчиков; ● автоматическое обеспечение гальва- нической развязки источников ин- формации за счёт использования фи- зического уровня Ethernet. Как было отмечено в [1], одним из основных условий использования Ethernetканалов для задач синхрони- зации и управления является детерми- низм времени передачи сигналов син- хронизации и управления. В общем случае для выполнения указанного требования применительно к систе- мам «жёсткого» реального времени должны быть соблюдены следующие условия: ● организация передачи сигналов син- хронизации и управления должна быть реализована по принципу «точ- каточка», то есть по каждому Ether- netканалу передаётся только один поток синхронизации и команд управления; ● передача данных должна осуществ- ляться по UDPпротоколу транспорт- ного уровня; ● используемое канальное оборудова- ние должно обеспечивать детерми- РАЗ РА БО Т КИ / С УДОВО Е ОБО Р УДОВ АНИ Е 41 СТА 3/2007 www.cta.ru Вычислительный блок 1 Вычислительный блок 2 Вычислительный блок N Модуль коммутации МОС МОС МОС МОС МОС МОС МОС МОС МОС МОС МОС МОС От N й группы датчиков От второй группы датчиков От третьей группы датчиков От первой группы датчиков БАД 1 БАД 3 БАД N БАД 2 Условные обозначения: — каналы Ethernet 100Base-TX; — каналы Ethernet 100/1000Base-TX; МОС — модуль обработки сигналов; БАД — блок агрегирования данных. Рис. 1. Структурная схема многоканальной распределённой системы синхронного сбора данных с использованием Ethernet-технологий