Создание и отработка маршрутизатора в стандарте SpaceWire на отечественной программируемой логической интегральной схеме

Системный анализ, управление и обработка информации


Авторы

Матафонов Д. Е.

Московское опытно-конструкторское бюро «Марс», 1-й Щемиловский пер., 16, стр. 2, Москва, 127473, Россия

e-mail: matafonovde@gmail.com

Аннотация

В статье анализируются бортовые системы управления для космической аппаратуры с использованием ПЛИС и применение последних как способ повышения степени интеграции и производительности. Изложены основные недостатки шинных решений и указаны возможные преимущества сетевых структур. Приведены результаты отработки маршрутизатора SpaceWire в ПЛИС 5578ТС094, проведена оценка полученных результатов по параметрам скорости и стабильности соединения, указана потенциальная применимость такого решения для разработки более экономичных сетевых структур.

Ключевые слова

ПЛИС, интеграция, бортовая система управления, сетевая структура, SpaceWire

Библиографический список

  1. Муллов К.Д. Воздействие космической радиации на цифровые устройства на базе ПЛИС и методы повышения радиационной стойкости данных систем // Труды МАИ. 2016. № 87. URL: http://trudymai.ru/published.php?ID=69720

  2. Felix Siegle, Tanya Vladimirova, Jørgen Ilstad, Omar Emam. Mitigation of Radiation Effects in SRAM-Based FPGAs for Space Applications // ACM Computing Surveys, 2015, vol. 47, issue 2, no. 37, doi: 10.1145/2671181

  3. Безродных И.П., Тютнев А.П., Семёнов В.Т. Радиационные эффекты в космосе. – М.: АО «Корпорация «ВНИИЭМ», 2017. – 64 c.

  4. Connor R. Julien, Brock J. LaMeres, Raymond J. Weber. An FPGA-based Radiation Tolerant SmallSat Computer System // IEEE Aerospace Conference, USA, 2017, doi: 10.1109/AERO.2017.7943634

  5. Гришин В.Ю., Ракитин А.В., Костров В.В. Облик перспективного вычислительного комплекса космического базирования с гибкой архитектурой для обработки сигналов // Материалы II Всероссийской научно-практической конференции «Космическая радиолокация», (Муром, 25 – 27 июня 2013). – Муром: ИПЦ МИ ВлГУ, 2013. С.52 – 57.

  6. Андреев В.П., Волович Н.В., Глебов В.М. и др. Проектирование и испытание бортовых систем управления. – М.: Изд-во МАИ-ПРИНТ, 2010. – 304 с.

  7. Непомнящий О.В., Постников А.И., Горева В.В. Архитектура бортового комплекса управления для малых космических аппаратов на основе сетевых технологий // Исследования Наукограда. 2017. Т. 1. № 1 (19). С. 22 – 29.

  8. Шахматов А.В., Вергазов М.Ю., Чекмарев С.А., Ханов, В.Х. Сетевая архитектура сопряжения комплексов бортового оборудования космического аппарата // Вестник Сибирского государственного аэрокосмического университета имени академика М.Ф. Решетнева. 2012. № 4(44). С. 148 – 151.

  9. Ханов В.Х., Бородина Т.В., Антамошкин А.Н. Обзор технических решений для разработки бортового комплекса типа «Система на Кристалле» для сверхмалого космического аппарата // Вестник Сибирского государственного аэрокосмического университета имени академика М.Ф. Решетнева. 2014. № 5(57). С. 153 – 166.

  10. Guo-Ping Liu, Shi j ie Zhang. A Survey on Formation Control of Small Satellites // Proceedings of the IEEE, 2018, vol. 106, no.3, pp. 440 – 442.

  11. Alan D. George, Christopher M. Wilson. Onboard Processing With Hybrid and Reconfigurable Computing on Small Satellites // Proceedings of the IEEE, 2018, vol. 106, no.3, pp. 458 – 459.

  12. Интерфейс магистральный последовательный системы электронных модулей. Общие требования. ГОСТ Р 52070-2003. URL: http://docs.cntd.ru/document/gost-r-52070-2003

  13. ECSS-E-ST-50-12C Rev.1 DIR3. SpaceWire - Links, nodes, routers and networks, 2015, available at: http://www.ecss.nl/wp-content/uploads/2016/07/ECSS-E-ST-50-12C-Rev.1-DIR323Nov2015.docm

  14. Suvorova E., Sheynin Y., Olenev V., Lavrovskaya I. Multichannel Adaptive Routing for Intensive Data Packet Flows Transmission // International SpaceWire Conference (SpaceWire), Japan, 2016, doi: 10.1109/SpaceWire.2016.7771644

  15. Yamazaki S., Tonouchi T., Sota Y., Hihara H., Tanaka T. Constraint-based Configuration Table Generator for Reliable Path Routing and Safe Timeslot Allocation in SpaceWire Network // International SpaceWire Conference (SpaceWire), Japan, 2016, doi: 10.1109/SpaceWire.2016.7771603

  16. AN 425. Using the Command-Line Jam STAPL Solution for Device Programming, 2017, available at: https://www.intel.com/content/dam/www/programmable/us/en/pdfs/literature/an/an425.pdf

  17. ANSI TIA/EIA-644-A-2001. Electrical Characteristics of Low Voltage Differential Signaling (LVDS) Interface Circuits, Telecommunicatoins Industry Association, 2001, 6 p.

  18. G.Roja Shanthi, B.V.Ramana, K.Sirisha, K.Praveen Kumar. VHDL Implementation of High Speed Fault Injection Tool for Testing FPGA Based Designs // International Journal of Research in Computer and Communication Technology, 2014, vol. 3, issue 11, pp. 1495 – 1500.

  19. Чекмарёв С.А. Способ и система инъекции ошибок для тестирования сбоеустойчивых процессоров бортовых систем космических аппаратов // Вестник Сибирского государственного аэрокосмического университета имени академика М.Ф. Решетнева. 2014. № 4(56). С. 132 – 137.

  20. Yao J., Shaojun W., Ning M., Peng Y. A SEU Test and Simulation Method for Zynq BRAM and Flip-flops // IEEE 13th International Conference on Electronic Measurement & Instruments, China, 2017, doi: 10.1109/ICEMI.2017.8265693


Скачать статью

mai.ru — информационный портал Московского авиационного института

© МАИ, 2000—2021

Вход