ЖУРНАЛ «СТА» №3/2007

низм времени приёма, обработки и передачи данных; ● при передаче данных и команд управ- ления должна быть обеспечена сквоз- ная синхронизация канального обо- рудования; ● должен быть реализован механизм компенсации временны ' х задержек приёма данных от различных источ- ников информации. Детерминизм времени обработки и передачи данных в стандартном ком- муникационном оборудовании может обеспечиваться путём соответствую- щей доработки существующего ком- плекса программноаппаратных средств или на основе синтезирован- ных Ethernetконтроллеров. Под сквозной синхронизацией по- нимается процесс, когда синхрониза- ция всех канальных устройств комму- тации, обработки и выдачи данных осуществляется только по синхропос- ледовательности, формируемой на пе- редающей стороне. В системах реального времени обще- го назначения задача сквозной синхро- низации обеспечивается за счёт приме- нения протокола IEEE 1588 [2]. Использование в стандартном каналь- ном оборудовании детерминированных алгоритмов обработки и коммутации со- вместно с использованием метода сквоз- ной синхронизации обеспечивает необ- ходимую детерминированность времени обработки и передачи данных. Способы синхронизации В общем случае можно выделить сле- дующие основные способы синхрони- зации работы внешних устройств (рис. 2): ● общая синхронизация работы всех источников информации (на уровне модуля коммутации); ● синхронизация групп или отдельных каналов (на уровне блоков БАД); ● синхронизация работы группы или отдельных датчиков (на уровне МОС). Выбор способа синхронизации зави- сит от количества датчиков и их терри- ториальной разнесённости, количества используемых режимов обработки и особенностей их программной реализа- ции. Формирование синхросигнала В зависимости от способа синхрони- зации источником синхросигнала (им- пульса дискретизации) является одно или несколько задающих устройств. Наиболее рациональным является раз- мещение задающего устройства в од- ном из вычислительных модулей мно- гопроцессорного вычислительного комплекса (рис. 3). Для формирования сигналов син- хронизации в вычислительном модуле используется высокостабильное за- дающее устройство, на выходе которо- го формируется тактовая последова- тельность импульсов с частотой дис- кретизации. Задающее устройство мо- жет быть реализовано в ПЛИС одного из вычислительных модулей. Для обеспечения точности синхро- низации внешних устройств в рассмат- риваемой схеме используется метод конвейерной обработки, который под- разумевает приём, обработку и форми- рование выходной последовательности в одном временном такте, а передачу — в следующем такте синхронизации. Этим обеспечивается синхронная вы- дача информации различными испол- нительными устройствами. Задержка выдачи командного пакета на один такт при достаточно высокой частоте дискретизации является несуществен- ной. В соответствии с описанным мето- дом формирование и передача синхро- низирующего импульса осуществляет- ся в два этапа. На первом этапе по каналу глобаль- ной синхронизации задающий им- пульс приходит на входы процессора и ПЛИС, реализующей Ethernetкон- троллер соответствующего вычисли- тельного модуля. При поступлении за- дающего импульса процессор форми- рует и записывает в выходную буфер- ную память контроллера внешнего об- мена командный пакет. Командный пакет содержит стандартную (фикси- рованную по длине) преамбулу, после которой следует фиксированный по длине синхромаркер. Определённое 42 СТА 3/2007 РАЗ РА БО Т КИ / С УДОВО Е ОБО Р УДОВ АНИ Е www.cta.ru Вычислительный модуль 1 Вычислительный блок Модуль коммутации Вычислительный модуль 2 БАД 1 МОС 1 Д 1 Д 2 Д 3 Д 4 Д 5 Д N Группа датчиков МОС 2 МОС 3 МОС N БАД 2 БАД 3 БАД 4 БАД N Вычислительный модуль 3 Вычислительный модуль N Условные обозначения: — синхропоследовательность; — импульс дискретизации; FE — канал Fast Ethernet; GE — канал Gigabit Ethernet; ▼ n — номер способа синхронизации внешних устройств в перечне; АС — аналоговый сигнал; Д — датчик; МОС — модуль обработки сигналов; БАД — блок агрегирования данных. Рис. 2. Организация синхронизации работы внешних источников информации