ЖУРНАЛ СТА 4/2015

5. Низкие задержки и высокоинтенсив- ный интерконнект между вычислите- лями. 6. Высокая вычислительная плотность – максимальная производительность на кубический сантиметр. 7. Богатые ресурсы ввода-вывода дан- ных, как в цифровом, так и в анало- говом виде. 8. Гетерогенность вычислительной среды. Платформа ГРИФОН– это современ- ное HPEC-решение отечественного производства, построенное с учётом всех перечисленных подходов и реализующее целостную концепцию многоцелевой высокопроизводительной вычислитель- ной платформы с гетерогенной вычис- лительной средой для решения задач вы- сокопроизводительных вычислений в жёстких условиях эксплуатации. Рассмотрим подробнее воплощение каждого из перечисленных подходов в платформе ГРИФОН. П ОДХОД 1: ОТКРЫТАЯ АРХИТЕКТУРА Для максимально оперативного и рентабельного построения встраивае- мых вычислительных систем (HPEC- систем), объединяющих зачастую боль- шое количество разнородных вычисли- тельных ресурсов, как правило, исполь- зуются унифицированные модульные стандарты. От выбора стандарта будет зависеть цикл жизни прикладной си- стемы, её модернизационный потенци- ал, обратная совместимость и стои- мость серийного производства изделий, построенных на его базе. Именно по этим причинам одним из головных принципов построения HPEC-решений является применение открытых технологических стандартов и спецификаций. Особую актуальность для отечественных предприятий это приобретает сегодня, когда современ- ная внешнеполитическая обстановка характеризуется высокой степенью не- стабильности, что напрямую отражает- ся на многих отраслях отечественной промышленности. Прогнозировать перспективы отношений с западными поставщиками электроники не берётся никто, поэтому отечественным пред- приятиям, применяющим специальное оборудование для решения ответствен- ных задач, как никогда необходимо иметь уверенность в выборе применяе- мой электроники на ближайшую и среднесрочную перспективу. Эта уве- ренность может быть обоснованно под- креплена применением отечественных решений, построенных на максималь- но открытых стандартах. Для создания платформы ГРИФОН применён набор современных открытых технологических стандартов с сохране- нием всех их преимуществ. Платформа ГРИФОН построена на базе полностью открытого модульного технологическо- го стандарта CompactPCI Serial, а в ка- честве основного транспортного интер- коннекта используется открытый стан- дарт PCI Express. CompactPCI Serial Существенным преимуществом спе- цификации CompactPCI Serial является доступная и прозрачная документация. Спецификация CompactPCI Serial чёт- ко и однозначно определяет назначение всех элементов, от описания механиче- ской конструкции до назначения всех типов контактов. Спецификация опи- сывает и логический уровень взаимо- действия, например, топологию приме- няемых в стандарте интерконнектов – PCIe, Ethernet, SATA, USB и т.д., в то время как ряд широко применяемых модульных стандартов, например VPX, OpenVPX, MicroTCA и т.п., представлен набором более сложно задокументиро- ванных спецификаций и системных профилей, далеко не всегда открытых для отечественного производителя. Так, спецификация CompactPCI Serial пред- лагает широкие возможности по при- менению модулей из семейства пред- шествующих спецификаций – PICMG 2.0, 2.30, 2.16. По ряду оценок, стандарт будет ак- туален в следующие 15–25 лет, что обес- печивает не только высокую совмести- мость, но и долгий жизненный цикл из- делий на базе платформы ГРИФОН. PCI Express Для платформы ГРИФОН в качестве основного транспортного интеркон- некта при межмодульном взаимодей- ствии используется последовательная шина PCI Express 3-го поколения. От- личаясь высокой пропускной способ- ностью и низкими задержками, PCI Express не имеет лицензионных огра- ничений на использование и на мас- штабируемость, в отличие от ряда ана- логичных интерфейсов. Кроме того, сегодня PCI Express яв- ляется самым распространённым от- крытым интерфейсом, встроенным в подавляющее большинство микропро- цессоров, что обеспечивает следующие преимущества: ● даёт широкие возможности по при- менению максимально расширенной элементной базы для изготовления вычислительных модулей; ● позволяет использовать отечествен- ную элементную базу (процессоры с архитектурой Эльбрус, Байкал) наря- ду с зарубежной в одной вычисли- тельной системе; ● при попадании той или иной номен- клатуры электронных компонентов под ограничения ввоза на террито- рию РФ есть возможность изыскать требуемые компоненты из макси- мально широкого перечня, не попав- шего под эти ограничения, и опера- тивно провести планирование и сам переход на аналоги. С учётом современной внешнеполи- тической обстановки очевидно, что при- менение открытых стандартов сегодня и есть гарантия совместимости аппарат- ных вычислительных ресурсов и дли- тельного жизненного цикла прикладных систем, построенных на их основе. П ОДХОДЫ 2–3: МАССОГАБАРИТНЫЕ ОГРАНИЧЕНИЯ ДЛЯ ПРИМЕНЕНИЙ В ЖЁСТКИХ УСЛОВИЯХ ЭКСПЛУАТАЦИИ Для HPEC-систем, работающих в со- ставе бортовой аппаратуры объектов вооружения (на борту летательных ап- паратов, в составе бортовой аппаратуры морского или сухопутного базирова- ния), кроме высоких требований к вы- числительным ресурсам, предъявляют- ся также существенные требования по массогабаритным характеристикам ап- паратной составляющей прикладной системы при наличии внешних воздей- ствующих факторов (ВВФ) окружаю- щей среды. К последним относятся по- стоянные или периодические вибра- ционные/ударные нагрузки, расширен- ный диапазон рабочих температур, а также влияние ряда других ВВФ. Плат- форма ГРИФОН ориентирована на применение в жёстких условиях экс- плуатации, где требуется максимальная устойчивость к воздействию факторов окружающей среды. Конструктивно платформа ГРИФОН состоит из базовых вычислительных блоков. Внешний вид вариантов кон- структивных исполнений представлен на рис. 2. Стойкость ГРИФОН к неблагопри- ятным ВВФ соответствует требованиям ГОСТ РВ 20.39.304-98, что позволяет применять ГРИФОН для прикладных ОБ ЗОР / В С Т РАИВ А ЕМЫЕ СИС Т ЕМЫ 17 СТА 4/2015 www.cta.ru