Разработка архитектуры эмулятора интерфейсных модулей сопряжения систем жизнеобеспечения космических аппаратов

Рассмотрена специфика наземной экспериментальной отработки бортовой радиоэлектронной аппаратуры на примере блока управления бортового комплекса управления современных космических аппаратов. Сформулирована проблема обеспечения процесса тестирования его программного обеспечения в процессе проектирования и изготовления. Предложено решение обозначенной проблемы на основе аппаратно-программного комплекса, эмулирующего работу интерфейсных модулей сопряжения для вычислительного модуля блока управления. В соответствии с обобщенным алгоритмом функционирования блока управления разрабатываемый комплекс рассмотрен в виде многопользовательской системы. Определены основные функциональные требования к аппаратно-программному эмулятору как к соответствующей системе массового обслуживания. На основе проведенных экспериментальных исследований процесса функционирования вычислительного модуля сформулированы требования к времени реакции эмулятора с точки зрения обеспечения его работы в режиме жесткого реального времени. В целях обеспечения требуемой оперативности функционирования проведена классификация эмулируемых функций интерфейсных модулей сопряжения в соответствии со степенью критичности детерминированности их выполнения. По результатам экспериментальной апробации вариантов технической реализации канала обслуживания на основе многофункциональных устройств реконфигурируемого цифрового ввода/вывода разработана структурная схема аппаратно-программного эмулятора, основанная на возможностях параллелизма выполнения операций в программируемых логических интегральных схемах и гибкости программного реконфигурирования. Реализация имитируемых функций выделенных классов в рамках предложенной архитектуры выполнена на основе соответствующих аппаратных блоков и программного модуля. Проведен анализ предельных значений времени реакции эмулятора на примере его реализации с использованием технологий National Instruments. Рассмотрены результаты апробации и внедрения разработанного аппаратно-программного эмулятора, а также дальнейшие направления прикладного применения предложенного подхода в процессе испытаний бортовой радиоэлектронной аппаратуры космических аппаратов и компонентов космических систем.