СТА №3/2017

эксплуатации на Земле и не готовилась для работы в космосе. Несмотря на это, возможности современных чипов поз- воляют им работать в, казалось бы, не- приемлемых условиях. Они могут быть недолговечны, но обеспечивают рабо- тоспособность аппаратов до года, а то и в несколько раз больше [4]. Д РУГИЕ COTS- СТАНДАРТЫ CompactPCI Системы на базе стандарта Compact- PCI имеют в своём составе механиче- ский конструктив, позволяющий уста- навливать процессорные и периферий- ные модули в пассивную кросс-плату с определёнными стандартом интеркон- нектами обмена данными между моду- лями системы. Характеристики кон- структивов, типы и топологии исполь- зуемых интерконнектов хорошо доку- ментированы в соответствующем стан- дарте, разработанном консорциумом международных компаний под эгидой PICMG (www.picmg.org) . Пример кон- структива приведён на рис. 2. Системы строятся в конструктиве Евромеханика 3U, 6U. Основные преимущества стандарта CompactPCI: ● возможность построения многопро- цессорных гетерогенных вычисли- тельных систем; ● высокая устойчивость к ударам и виб- рациям; ● эффективное охлаждение; ● поддержка режима «горячей» замены; ● поддержка резервирования; ● применение стандартных шасси от разных производителей. Показательный пример надёжности систем, выполненных по стандарту CompactPCI, – система управления марсохода Opportunity, который управ- ляется двумя компьютерами на базе стандарта CompactPCI [5]. На Красную планету марсоход Oppor- tunity прибыл 24 января 2004 года и до сих пор продолжает функционировать. Ядро системы управления – одно- платный компьютер RAD6000 (про- изводитель BAE Systems), выполненный в формате СompactPCI 6U версии 2.0. RAD6000 – радиационно-стойкий одноплатный компьютер на базе RISC- процессора, выпущенный подразделе- нием IBM (позже это подразделение стало частью BAE Systems). Компьютер имеет максимальную тактовую частоту 33МГц и быстродействие около 35MIPS. На плате установлено 128 Мбайт опера- тивной памяти с ECC. Обычно на этом компьютере работает ОС РВ VxWorks. Частота процессора может устанавли- ваться в 2,5, 5, 10 или 20 МГц. В настоящее время рабочая группа PICMG начала разработку новой спе- цификации Space CompactPCI Serial, в которой учитываются специальные тре- бования к применению в космической технике. В разрабатываемой спецификации исключены некоторые невостребован- ные функции с целью сделать стандарт более гармоничным. В то же время до- бавлены новые свойства, чтобы опти- мизировать стандарт Space CompactPCI Serial для космических приложений. В разрабатываемую спецификацию вносятся два основных нововведения: использование архитектуры «двойная звезда» и интеллектуальной системы управления питанием. Кроме того, до- полнительно к Ethernet и PCI Express возможно использование других после- довательных интерфейсов, таких как SpaceWire, SpaceFibre, TT-Ethernet и rapid I/O, для взаимодействия плат в си- стеме. Базовая спецификация CompactPCI Serial определяет топологию «звезда» для межмодульного взаимодействия. В спецификации Space CompactPCI Serial добавляется симметричное дубли- рование интерконнектов. Таким обра- зом, выход из строя одного центрально- го процессора никак не сказывается на функциональности системы в целом. Высокая степень готовности очень важ- на в космосе, так как, например, вы не можете просто заменить процессорный модуль, установленный в спутнике на орбите. В добавление к системному слоту (А) с левой стороны системы вто- рой системный слот (B) размещается в правой части, дублируя все межмодуль- ные связи (рис. 3, [6]). Все семь пери- ферийных слотов подключены к обоим системным, которые также соединены между собой. Эти связи образуют сеть 56 СТА 3/2017 РАЗ РА БОТ КИ / КОСМОНА В Т ИКА www.cta.ru Рис. 2. Система стандарта CompactPCI Рис. 3. Space CompactPCI Serial предполагает второй системный слот для реализации топологии «двойная звезда» через PCI Express Системный слот А Периферийный слот 1 Периферийный слот 2 Периферийный слот 3 Периферийный слот 4 Периферийный слот 5 Периферийный слот 6 Периферийный слот 7 Системный слот B 6 × соединений «двойная звезда» по 4 линиям 2 × соединения «двойная звезда» по 8 линиям 8 × Mesh-соединений по 4 линиям Объединительная плата Системный слот А Периферийный слот 1 Периферийный слот 2 Периферийный слот 3 Периферийный слот 4 Периферийный слот 5 Периферийный слот 6 Периферийный слот 7 Периферийный слот 8 6 × PCIe x4 8 × USB 2/3 2 × PCIe x8 8 × BaseT Mesh 8 × SATA Объединительная плата +12 В +12 В