ЖУРНАЛ «СТА» №3/2004

● синхронизация обмена информа- цией между ССНИ и платой 4020 по каналам прямого доступа к па- мяти и формирование запросов на обмен данными, ● преобразование параллельного ко- да в последовательный и наоборот для обмена данными между ССНИ и платой 4020, выполнение необ- ходимого согласования уровней и формирование соответствующих типу обмена временных диаграмм, ● формирование сигналов сброса (инициализации) для платы 4020 и модулей МСЭ. Из приведенной на рис. 4 функцио- нальной схемы интерфейсной платы видно, что управление режимами рабо- ты модулей МСЭ, ввод данных и сиг- налов о состоянии и готовности моду- лей МСЭ, ввод данных с информаци- онной магистрали крейта МСЭ, а так- же выдача управляющих сигналов для организации обмена данными с ССНИ производятся через четыре из шести параллельных портов, реализованных посредством соответствующей на- стройки групп линий дискретного вво- давывода платы 4020. Собственно об- мен информацией с ССНИ (ввод оцифрованной метки времени и вывод массивов накопленной информации) для уменьшения загрузки процессора производится через магистраль ISA с использованием прямого доступа к памяти платы 4020. Чтобы организо- вать такой обмен, в состав преобразо- вателей кода введены дополнительные регистры для промежуточного хране- ния информации с целью избежания коллизий во время обмена данными и искажения информации. Эти регист- ры являются основой безадресного устройства вводавывода данных по ка- налу прямого доступа к памяти. Для синхронизации обмена используются стандартные сигналы DACK1,2 и DRQ1,2 магистрали ISA. Таким образом, контроллер КСМП обеспечивает управление модулями МСЭ, считывание и предварительную обработку данных, упаковку их в мас- сивы и передачу в телеметрическую систему ССНИ, а его вычислительной мощности достаточно даже для накоп- ления двухмерных энергетических спектров в случае реализации допол- нительных нейтронных измерений при проведении эксперимента АВСФ. Габариты платы 4020 и способ её подключения соответствуют специфи- кации системы МСЭ. Эта плата уста- навливается и крепится «этажеркой» на плате контроллера КСМП, образуя единый модуль в крейте МСЭ. Связь платы 4020 с функциональными узла- ми интерфейсной платы производится с помощью кабелей. На рис. 5 и 6 приведены фотографии технологического образца модуля КСМП в сборе, соответственно с оде- той и снятой верхней фиксирующей крышкой. Для повышения надёжности устрой- ства при эксплуатации в условиях кос- мического пространства [6], [7] и, в первую очередь, для обеспечения его повышенной устойчивости в случае по- вреждения наиболее радиационночув- ствительных элементов процессорной платы (микросхем флэшпамяти, ис- пользуемых для хранения операцион- ной системы, BIOS и программ обслу- живания МСЭ, а также микросхем ОЗУ) были приняты следующие меры: ● введено дублирование операцион- ной системы контроллера на допол- нительной микросхеме флэшпамя- ти с переключением загрузочной микросхемы по команде с Земли; ● введено 12кратное дублирование программы обслуживания МСЭ на каждой микросхеме флэшпамяти (SSD0 и SSD1) с проверкой целост- ности загружаемой программы и по- следовательным перебором её копий до выполнения условия совпадения контрольной суммы загружаемой программы с эталонным значением; ● для предотвращения «зависания» системы используется сторожевой таймер, который автоматически пе- резагружает систему при отсутствии отклика загруженной программы в течение 0,5 секунды; ● резервируется 10 буферов обмена ин- формацией с ССНИ в ОЗУ, выбирае- мых случайным образом при каждом перезапуске системы. Большое внимание уделялось про- блемам обеспечения радиационной стойкости аппаратуры. Электронная часть аппаратуры для эксперимента АВСФ расположена в гермоотсеке. На рис. 3 видно, что по оси Z над и под крейтом прибора располагается другая научная и служебная аппаратура. По- этому для увеличения толщины защит- ного вещества были применены сле- дующие меры: установлены лицевая панель модуля толщиной 3 мм и допол- нительная крышкафиксатор кабелей (рис. 5) непосредственно над платой 4020 толщиной 2 мм. С учётом орбиты КА «КОРОНАСФ» оценка верхней предельной дозы за три года активного существования на орбите даёт величи- ну поглощённой дозы не более 500 рад, что намного меньше, чем приведенные в статье [8] результаты эксперимен- тальных исследований по различным компонентам и устройствам. По наше- му мнению, намного более опасными, с точки зрения инициации сбоев и от- казов аппаратуры, являются эффекты, связанные с большим энерговыделе- нием при прохождении через микро- схемы тяжёлых заряженных частиц. Эти эффекты могут приводить к сбоям, «зависаниям» в вычислительной систе- ме или даже повреждению (искаже- нию) информации во флэшППЗУ. Поэтому для повышения надёжности и живучести системы мы применили, проведя небольшую доработку платы 4020, дублирование операционной системы контроллера на дополнитель- ной микросхеме флэшпамяти (SSD1) 34 СТА 3/2004 РАЗ РА БО Т КИ / КОСМОНА В Т ИК А www.cta.ru Рис. 5. Технологический образец модуля КС-МП в сборе, с установленной верхней фиксирующей крышкой Рис. 6. Технологический образец модуля КС-МП в сборе, со снятой верхней фиксирующей крышкой