ЖУРНАЛ СТА 1/2015

рого. При этом надёжная работа сетево- го оборудования является неотъемле- мым требованием обеспечения функ- циональной безопасности. Таким обра- зом, разработчикам часто приходится идти на определённые компромиссы в выборе оборудования и архитектуры для обеспечения требований функцио- нальной безопасности. F75P – ПРОЦЕССОРНАЯ ПЛАТА ДЛЯ ЗАДАЧ С ВЫСОКИМ УРОВНЕМ ФУНКЦИОНАЛЬНОЙ БЕЗОПАСНОСТИ Новая плата компанииMEN в форма- те 3U CompactPCI способна помочь уй- ти от компромиссов к новому уровню функциональной безопасности электро- ники. Защищённое исполнение, высо- кая надёжность, компактные размеры, модульная конструкция и невысокая це- на – эти классические атрибуты полу- чают новые возможности вместе со встроенным резервированием. Процес- сорная плата MEN F75P (рис. 1) спроек- тирована с использованием трёх процес- соров: два из них служат для организа- ции резервирования, а третий – для ор- ганизации функций ввода-вывода. Блок-схема процессорной платы F75P представлена на рис. 2. Внутренние со- единения по Ethernet позволяют сокра- тить количество кабелей. На переднюю панель выводятся интерфейсы Ethernet, USB и графики, на задней панели до- ступны все интерфейсы в соответствии со стандартом PICMG 2.30 (CompactPCI Plus IO). За всеми внешними атрибута- ми скрывается главная ценность платы: она оптимизирована для обеспечения функциональной безопасности. Типовым вариантом использования двух процессоров является запуск од- ной и той же логики приложения на каждом из них. Оба процессора форми- руют выходные данные, значения кото- рых сравниваются между собой для определения расхождений. Но возмож- ности платы не ограничиваются опи- санной стратегией сравнения данных. Системный интегратор имеет полную свободу действий, правда, это означает и увеличение работы по программиро- ванию функции арбитра. С другой сто- роны, гибкость позволяет снизить за- траты: можно применять разные алго- ритмы арбитража на базе одной и той же электроники. Для обеспечения более низкого уровня безопасности SIL (Safe- ty Integrity Level) можно применять бо- лее простые алгоритмы, в то время как для обеспечения максимального уров- ня SIL 4 надо использовать более слож- ные и комплексные алгоритмы. Гиб- кость также проявляется и в выборе программного обеспечения: можно ис- пользовать уже готовые стандартные программы, которые будут работать под разными или одинаковыми операцион- ными системами на каждом процессо- ре. Плата F75P поддерживает опера- ционные системы реального времени, такие как VxWorks и PikeOS, применяе- мые для ответственных задач, а также стандартную ОС Linux. К процессору ввода-вывода можно подключать дат- чики, а также реализовать функцио- нально небезопасные приложения, на- пример, вывод графической информа- ции. Для комфортного программирова- ния графических приложений этот про- цессор поддерживает операционную систему Windows. В дополнение к преимуществам при- менения трёх процессоров можно ска- зать, что новая 3U-плата F75P имеет ряд функциональных особенностей, обес- печивающих необходимый уровень функциональной безопасности. Для на- чала укажем на то, что процессорная плата может полностью отключаться. Это очень важно. При возникновении ошибки система должна быть отказо- устойчивой или иметь режим «остановка без уведомления», то есть переходить в безопасное состояние, что означает пол- ное отключение процессоров. Многие стандартные процессорные платы в слу- чае возникновения неисправности либо переходят в состояние сброса, либо пе- резагружаются. Плата F75P способна выполнять любое из этих действий, в за- висимости от конфигурации аппаратных средств. Кроме того, имеются независимые супервизоры для каждого процессора. Они проверяют, чтобы такие парамет- ры, как напряжение питания, темпера- тура, рабочая частота были в допусти- мых диапазонах. Они регистрируют ОБ ЗОР / В С Т РАИВ А ЕМЫЕ СИС Т ЕМЫ 13 СТА 1/2015 www.cta.ru Фронтальная панель Тыльная часть Разъём на плате VGA FRAM PCIe x1 PCIe x1 PCI Express x1 CPCI J1 CPCI J2 SATA 3 Gbit mSATA PCIe x1 PCI–PCI USB 2.0 USB 2.0 USB 2.0 Индикация состояния Fast Ethernet Fast Ethernet Fast Ethernet Служебный канал Сброс Флэш BIOS Флэш BIOS Флэш BIOS Процессор ввода-вывода (IOP) Intel ® Atom™ E6xx EG20T PCH Супервизор ПЛИС внутренней коммуникации Контроллер управления платой Управление питанием Системная память DDR2 SDRAM Системная память DDR2 SDRAM Системная память DDR2 SDRAM Супервизор Процессор управления 1 (CP1) Intel ® Atom™ E6xx Процессор управления 2 (CP2) Intel ® Atom™ E6xx Супервизор B B R R R F F F F F F F F Рис. 2. Блок-схема процессорной платы F75P с двумя резервируемыми процессорами и одним процессором ввода-вывода