ЖУРНАЛ «СТА» №1/2008

ния сбоев. В модуле отказоустойчивой памяти и часов также обеспечивается автономное обнаружение и исправле- ние одиночных ошибок. Переключением резерва управляет модуль реконфигурации, который ана- лизирует признаки состояния, поступа- ющие от модулей и систем МКА. Ко- мандам на изменение конфигурации, поступающим от КТС, обеспечивается приоритет. Модуль вторичного источ- ника питания имеет независимые вы- ходы на каждый модуль, коммутируе- мые модулем реконфигурации. БК обеспечивает непосредственный обмен через специализированные интерфейс- ные узлы со всеми системами платфор- мы. При изменении комплектации МКА разрабатывается новый интер- фейсный блок. В качестве средств свя- зи БК с полезной нагрузкой использу- ется отдельная последовательная шина. Одна из российских фирм заложила этот БК в свои проекты. Общим для представленных в табл. 1 и ряда других известных БК является: ● унификация на базе конструктива Евромеханика 6U (3U), высокопро- изводительной внутренней шины и совместимого набора модулей; ● прямой обмен процессора БК с НКУ через КТС; ● обмен с датчиками и исполнительны- ми устройствами базовых системМКА через модули БК по специализирован- ным радиальным связям или через специализированные контроллеры; ● модульная архитектура, позволяю- щая адаптировать структуру ком- плекса для разных проектов; ● использование внешних последова- тельных магистралей наряду со специа- лизированными радиальными связями; ● радиационностойкая (от 100 крад и выше) элементная база для высоких орбит, COTSкомпоненты для низ- коорбитальных МКА; ● относительно высокие вычислитель- ные ресурсы (производительность — 15 миллионов операций в секунду, ёмкость ОЗУ, ПЗУ — 14 Мбайт); ● кратность резервирования — 2 (ос- новной модуль и резервный — «хо- лодный»); ● парирование сбоев внутренними средствами встроенного контроля одноканального процессора (сторо- жевой таймер, ЗУ с избыточностью и восстановлением и т.п.); ● формирование команд, сбор и выда- ча телеметрической информации проводится БК (за небольшим ис- ключением); ● потеря живучести при отказе БК. Несколько иной подход к унифика- ции используется в разработке фирмы Lockheed Martin Astro Space. БВК пред- ставляет собой распределённую струк- туру на базе внешней высокоскорост- ной магистрали, используемой в режи- ме реального времени. Роль интер- фейсных модулей для связи с датчика- ми и исполнительными элементами платформы МКА выполняют выделен- ные блоки, подключаемые к внешней (а не внутренней) магистрали. Для БА, не имеющей соответствующих MILSTD1553 терминалов, использу- ются удалённые интерфейсные блоки. Интерфейсные блоки, комплектуемые из унифицированных плат, собирают телеметрическую информацию, фор- мируют команды, согласуют нестан- дартные сечения аппаратуры платфор- мы и полезной нагрузки с магистралью. Т ЕНДЕНЦИИ В ОТЕЧЕСТВЕННЫХ РАЗРАБОТКАХ Сегодня разработчики БК вынужде- ны учитывать состояние в отечествен- ной электронной промышленности: ● отсутствие полного комплекта ради- ационностойких ИМС с гарантиро- ванными характеристиками для по- строения высокопроизводительного БК с освоенным общим программ- ным обеспечением; ● отсутствие единого технологичного конструктива (например, Евромеха- ника). Это вынуждает использовать зару- бежные комплектующие, в том числе и не радиационностойкие, но обладаю- щие необходимыми функциональны- ми возможностями, элементную базу и отдельные платы, реализуя специаль- ные меры по их отбору, дополнитель- ной защите и адаптации для космичес- ких применений. С другой стороны, создают опреде- лённые проблемы укоренившиеся ре- шения Главных конструкторов, не учитывающие особенности МКА: ● использование многоканальной ар- хитектуры БК (до 5) с аппаратным или программным мажорированием РАЗ РА БО Т КИ / КОСМОНА В Т ИК А СТА 4/2001 www.cta.ru 29 Интерфейсный модуль Отказоустойчивая память и часы Процессорный модуль Реконфигуратор Источник вторичного питания Системы платформы МКА Командно телеметрическая система (КТС) Релейные команды для модулей БК и систем МКА Релейные команды от КТС Внешняя шина полезной нагрузки МКА Локальная шина Рис. 1. Структура бортового компьютера OBCU № 1 Astrium (Герма- ния) Р1750А, 16 разрядов, 1 млн.оп ./с, резервированная внутренняя шина, 256 кбайт ОЗУ, 256 кбайт ПЗУ Специализирован- ные радиальные каналы: - команды и телеметрия, - ориентация и стабилизация, - магнитометр Интерфейсы обмена: RS-422 и специали- зированные Крейт Евромеханика 6U на 7 × 2 мо- дуля, потребление 17 Вт, масса 13 кг, объём 21 дм 3 Холодное резервирование каждого из 7 модулей Фирма OBCU01 2 EMS Techno- logies (Кана- да) PowerPC,16разрядов, 177-459 млн.оп ./с, CompactPCI, 32 Mбайт ДОЗУ, 512 кбайт СОЗУ, 1Мбайт ППЗУ Унифицированные и специализиро- ванные каналы Крейт Евромеханика 6U COTS-технология для низкоорбитальных МКА ESP603 3 R3000, 16 разрядов, 60-75 млн. оп./с CompactPCI, 2 Мбайт СОЗУ, 1 Мбайт ППЗУ Крейт Евромеханика 3U ESP3000 Шифр 100 крад, 4 × 10 -8 сбоев/ сутки 100-300 крад Радиацион- ная стойкость, надёжность Примечание Архитектура, вычислительные ресурсы Интерфейсы ввода-вывода Конструк- тивные особенности Таблица 1. Бортовые компьютеры в блочном исполнении