СТА №3/2017

Full Mesh, или «каждый с каждым». Сеть Full Mesh не ограничена каким- либо протоколом и может использовать для физического взаимодействия, на- пример, следующие стандарты: Еthеr- nеt, SpaсeWirе, TTЕthеrnеt, Еthеr-Spaсe и т.п. Параллельно с сетью Full Mesh оба системных слота могут быть соеди- нены с любым периферийным модулем посредством восьми дифференциаль- ных пар. Эти связи могут также исполь- зовать любой протокол, в зависимости от применения и конструкции модулей. Такая архитектура называется «двойная звезда» и предназначена для использо- вания в высоконадёжных решениях с высокой степенью готовности. В ре- зультате параллельно используется сеть Full Mesh на базе Ethernet, а также ар- хитектура «двойная звезда» через PCI Express или любой другой последова- тельный протокол. В добавление к нововведению в меж- модульном взаимодействии специфи- кация Space CompactPCI Serial опреде- ляет наличие сервисного разъёма, через который может быть осуществлено управление и конфигурирование моде- лей по шине управления. Сервисный разъём, так же как и уже имеющиеся в стандарте CompactPCI Serial, поддер- живает технологию «горячей» замены, позволяющую менять модуль без вы- ключения питания системы. Space CompactPCI Serial обеспечива- ет возможность построения систем с кондуктивным теплоотводом. В такой системе шаг размещения модулей равен 5HP (25, 4 мм). Платы CompactPCI Serial с кондуктивным теплоотводом шире плат с воздушным теплоотводом (ширина 4HP), так как они строятся на базе конвекционного модуля, заклю- чённого в металлический кожух, что существенно снижает затраты на произ- водство модуля и, как следствие, умень- шает себестоимость. В настоящее время рабочая группа PICMG работает над специальной объ- единительной платой для Space Com- pactPCI Serial. Высокоскоростные разъ- ёмы существующих объединительных плат обеспечивают пропускную способ- ность до 12,5 Гбит/с по дифференци- альной паре. Совокупная пропускная способность сети Full Mesh составляет 400 Гбит/с, плюс интерконнект «двой- ная звезда» одновременно поддержива- ет пропускную способность до 1 Тбит/с. Инфраструктурные сигналы обеспечи- вают удобную и гибкую систему управ- ления. В дополнение к шине I 2 C под- держивается шина CAN. Напряжение питания 12 В. Опционально возможно использование резервного напряжения 5 В для режимов энергосбережения и сна. Поддерживается интеллектуальная система управления питанием, обес- печивающая возможность отключения и подключения питания к каждому сло- ту по отдельности. Суровые космические условия экс- плуатации и особенно вакуум, предъ- являют особые требования к разъёмам. Материал не должен воспламеняться и выделять вредные вещества. Проведён- ные тесты уже подтвердили пригод- ность выбранных разъёмов для Spaсе CоmpaсtPСI Sеrial. С другой стороны, многие требования к механическим и климатическим воздействиям, напри- мер, стойкость к одиночным сбоям (са- моустранимый отказ), не описаны в стандартной спецификации и опреде- ляются техническим заданием на разра- батываемую систему или модули. Рабо- чая группа заканчивает работу над спе- цификацией и планирует внести её на голосование в консорциум PICMG во 2–3 квартале 2017 года. PC/104 Форм-фактор PC/104 был принят в 1992 году в ответ на требования об уменьшении габаритных размеров и энергопотребления для компьютерных систем. Каждая из этих целей была до- стигнута без снижения аппаратной и программной совместимости с популяр- ными компьютерными стандартами. Спецификация PC/104 предлагает пол- ную архитектурную, аппаратную и про- граммную совместимость с компьютер- ными стандартами в компактных раз- мерах плат 3,6 × 3,8 (91,44 × 96,52 мм). На- звание стандарта связано с применени- ем 104-контактной шины ISA, располо- женной в нижней части платы (рис. 4). Стандарты PC/104 описывают мо- дульный принцип построения компакт- ных встраиваемых систем в виде колон- ны состыкованных друг с другом плат. Эти стандарты прекрасно зарекомендо- вали себя среди разработчиков ком- пактных бортовых компьютерных си- стем. Многие инженеры выбирают РС/104 из-за преимуществ, которые дают малый вес и габариты таких устройств, привлекательны также меха- ническая надёжность разъёмов и всего конструктива в целом. Семейство стандартов PC/104 со- стоит из 5 спецификаций и описывает обмен данными между модулями по па- раллельным шинам ISA 16 бит, PCI 32 бит и с использованием последова- тельных интерконнектов PCI Express, USB 2.0 и SATA. Помимо самого ком- пактного размера 90 × 96 мм в семейство стандартов входят форм-факторы EPIC и EBX. Один из примеров применения – это использование модулей формата PC/104 для построения аппаратуры для космического эксперимента «Термина- тор». В рамках космического экспери- мента осуществлялось наблюдение в видимом и ближнем ИК-диапазонах спектра слоистых образований на высо- тах верхней мезосферы – нижней тер- мосферы в окрестности солнечного терминатора. Для данного космического экспери- мента компания РОБИС разработала и изготовила блоки электроники (БЭ) для управления микрокамерами и свя- зи со служебными системами РС МКС (рис. 5). Ядром блока электроники являет- ся процессорная плата FASTWEL CPC1600 – встраиваемый одноплатный компьютер формата РС/104-Plus для высокопроизводительных бортовых си- стем. Плата создана на базе централь- ных процессоров Intel PentiumM/Cele- ron M с рабочей частотой до 2,0 ГГц. Дополнительная надёжность ком- пьютера обеспечивается системой мо- ниторинга рабочих параметров, сторо- 58 СТА 3/2017 РАЗ РА БОТ КИ / КОСМОНА В Т ИКА www.cta.ru Рис. 4. Стек модулей формата PC/104