Разработка рабочего места и алгоритмов тестирования бортового оборудования SpaceWire

Автор: Максютин А. С., Мурыгин А. В., Ивленков Д. В., Дымов Д. В.

Журнал: Сибирский аэрокосмический журнал @vestnik-sibsau

Рубрика: Информатика, вычислительная техника и управление

Статья в выпуске: 4 т.22, 2021 года.

Бесплатный доступ

В зарубежной космической отрасли на протяжении долгого времени используется одна из наиболее передовых и активно развивающихся технологий передачи информации на борту космического аппарата - SpaceWire. Данная технология обеспечивает высокоскоростную передачу больших объемов информации, создание единой инфраструктуры высокоскоростной обработки данных для соединения датчиков, элементов системы обработки данных и блоков массовой памяти. В России SpaceWire постепенно внедряется и используется на перспективных космических аппаратах. Для проверки соответствия бортовой аппаратуры таких аппаратов требованиям стандарта SpaceWire ECSS-E-ST-50-12C Rev.1 существует необходимость в разработке рабочего места, описанного в данной статье. Рабочее место предназначено для того, чтобы к нему можно было подключить бортовое оборудование SpaceWire и запустить тесты, проверяющие определенные параметры информационного обмена, регламентируемые стандартом. В статье представлена общая структура рабочего места, а также описание каждого из его элементов в отдельности вместе с изложением их функционала. Также в статье описаны разработанные алгоритмы тестирования. Среди них можно выделить проверку на соответствие коэффициенту битовых ошибок требуемому значению, проверку поддержки метода удаления заголовка коммутаторами SpaceWire, а также проверку на соответствие требованиям к транспортным протоколам RMAP и СТП-ИСС. Алгоритмы данных тестов представлены в виде блок-схем и подробного текстового описания. Сами тесты реализованы в виде программного кода на языке C. В качестве подтверждения корректности работы разработанных тестов было проведено практическое тестирование устройств SpaceWire, среди которых можно выделить две платы полезной нагрузки для космического аппарата «НОРБИ», а также сверхбольшую интегральную схему 1931КХ014 программируемого коммутатора для сетей SpaceWire. Приведено краткое описание используемых в работе устройств тестирования в виде изложения их функционала, применимого к разрабатываемому рабочему месту тестирования.

Еще

Бортовая аппаратура, космические аппараты, стенды тестирования, алгоритмы тестирования, spacewire

Короткий адрес: https://sciup.org/148323926

IDR: 148323926   |   DOI: 10.31772/2712-8970-2021-22-4-613-623

Список литературы Разработка рабочего места и алгоритмов тестирования бортового оборудования SpaceWire

  • ГОСТ Р 52070-2003. Интерфейс магистральный последовательный системы электронных модулей. М. : Изд. стандартов, 2003. 3 с.
  • Горбунов С. Ф., Гришин В. Ю., Еремеев П. М. Сетевые интерфейсы космических аппаратов: перспективы развития и проблемы внедрения // Наноиндустрия. 2019. № 89. С. 128-130.
  • Ноженкова Л. Ф., Исаева О. С., Грузенко Е. А. Метод системного моделирования бортовой аппаратуры космического аппарата // Вычислительные технологии. 2015. № 3. С. 33-45.
  • Parkes S., Armbruster P. SpaceWire: A spacecraft onboard network for real-time communications [Электронный ресурс]. URL: https://www.researchgate.net/publication/4196676_ Space-Wire_A_spacecraft_onboard_network_for_real-time_communications (дата обращения: 15.07.2021).
  • ECSS-E-50-11 Draft F. Remote memory access protocol (normative) [Электронный ресурс]. URL: http://spacewire.esa.int/content/Standard/documents/SpaceWire%20RMAP%20Protocol%20 Draft%20F%204th%20Dec%202006.pdf (дата обращения: 20.07.2021).
  • Разработка, анализ и проектирование транспортного протокола СТП-ИСС для бортовых космических сетей SpaceWire / Шейнин Ю. Е., Оленев В. Л., Лавровская И. Я. и др. // Изв. самарского науч. центра рос. акад. наук. 2014. № 6-2. С. 632-639.
  • User manual for the 4Links Diagnostic SpaceWire Interface [Электронный ресурс]. URL: https://4links.co.uk/application/files/2615/9136/0012/User_Manual_DSI.pdf (дата обращения: 04.09.2021).
  • Особенности измерения параметров каналов с цифровой модуляцией [Электронный ресурс]. URL: https://media-sputnik.net/osobennosti-izmereniya-parametrov-kanalov-s-czifrovoj-modulyacziej-3 (дата обращения: 12.09.2021).
  • Введение петлевого кабеля [Электронный ресурс]. URL: http://ru.fibresplitter.com/news/ introduction-of-loopback-cable-24290794.html (дата обращения: 20.09.2021).
  • Российские IP-ядра стандарта SpaceWire [Электронный ресурс]. URL: https://kit-e.ru/fpga/rossijskie-ip-yadra-standarta-spacewire-2/ (дата обращения: 25.09.2021).
  • Логическая адресация [Электронный ресурс]. URL: http://osnovy-setei.ru/logicheskaya-adresaciya.html (дата обращения: 01.10.2021).
  • Солохина Т., Петричкович Я., Шейнин Ю. Технология SpaceWire для параллельных систем и бортовых распределительных комплексов // Электроника: наука, технология, бизнес. 2007. № 1. С. 38-49.
  • Различия между полнодуплексным и полудуплексным режимами связи [Электронный ресурс]. URL: https://itigic.com/ru/differences-between-full-duplex-and-half-duplex/ (дата обращения: 29.10.2021).
  • Руководство по эксплуатации ДВУК.431433.061-003РЭ1. Схемы интегральные 1931КХ014. 2020.
  • Программируемые логические интегральные схемы - ПЛИС [Электронный ресурс]. URL: https://digteh.ru/digital/PLD/ (дата обращения: 06.11.2021).
Еще
Статья научная