При комплексировании систем космических объектов на основе информационно-вычислительных сетей не все подключаемые приборы соответствуют требованиям сетевых протоколов.

Устройства связи, входящие в семейство, обеспечивают адаптацию разнообразных оконечных устройств (сенсоров, активаторов и пр.) со специфическими интерфейсами и способами резервирования (приборный интерфейс) к работе в сети.

В состав семейства входят как самостоятельные устройства, выполняющие функции обработки, коммутации сообщений, согласования сетевых протоколов, так и электронные блоки, встраиваемые в аппаратуру оконечных устройств и выполняющие функции первичного преобразования информации. Номенклатура семейства может пополняться новыми устройствами, обеспечивающими необходимую полноту при реализации конкретных проектов.

Структура устройств семейства

Типовое устройство связи состоит из секции обработки, секции электропитания и секций модулей связи.

Секция обработки предназначена для управления модулями связи, реализации протоколов обмена вышестоящих уровней, предварительной обработки информации, а также для взаимодействия со служебными интерфейсами и абонентами локальной сети.
Секции модулей связи предназначены для реализации протоколов функционирования каналов приборного интерфейса на физическом и канальном уровнях. Секция модулей связи программно управляется процессором секции обработки и взаимодействует с ним через интерфейс ИМС.
Секция электропитания предназначена для преобразования первичного напряжения 27 B в выходные напряжения канала вторичного электропитания.

Связь с приборами космического объекта осуществляется по каналу приборного интерфейса, а с другими компьютерными системами - по мультиплексному каналу обмена МКО.

Телеметрический канал ТМ и технологический канал ТК обеспечивают контроль состояния и функционирования устройств связи.

Диагностический канал ДК используется для диагностики неисправностей и отладки программного обеспечения устройства связи.

Питание устройства связи осуществляется по каналу электропитания - КЭП, а канал КВП обеспечивает подачу вторичного питания на элементы устройства связи.

Интерфейс модулей сопряжения - ИМС является внутренним интерфейсом и предназначен для обмена между модулями связи и процессором секции обработки.

Канал синхронизации КС и коммуникационный канал КК служат для синхронизации и взаимосвязи вычислительных процессов между устройствами связи, объединенными в отказоустойчивую структуру

Технология разработки прикладных программ

Проектирование и отладка программного обеспечения устройств связи производится на автоматизированном рабочем месте программиста АРМП186. Программирование выполняется на языках программирования “"С” и Ассемблер. Вместе с устройствами связи поставляется набор драйверов функциональных модулей, реализующий функции аналогичные BIOS. АРМП186 поддерживает все этапы отладки программного обеспечения, начиная с этапа текстового специфицирования проекта и заканчивая комплексной динамической отладкой в реальном времени многомашинного комплекса.

Приборы АРМП186 могут эксплуатироваться совместно с имитаторами приборов космического аппарата ИВС. Функционирование имитаторов ИВС в соответствии с заданным алгоритмом обеспечивает пультовая ЭВМ. Совокупность приборов АРМП186, ИВС, ПЭВМ и устройств связи образуют комплекс отладки программ КОП.

АРМП186 обеспечивает:

специфицирование программного проекта;
техническое администрирование программного проекта, включая управление правами доступа к программным модулям;
автономную отладку программных модулей в кросс системе с эмуляцией вычислительного ядра процессора;
символьную отладку программного обеспечения;
трассировку выполнения программ в реальном времени с глубиной трассы до 1Мб;
динамический вывод информации о пользовательских переменных в цифровой форме, а также в виде гистограмм и графиков;
разбор собранной трассы выполнения программы с помощью пользовательских запросов, составленных в терминах программы;
отладку двухмашинных комплексов.
ИВС обеспечивает имитацию внешних связей приборного интерфейса устройств связи.

ПЭВМ обеспечивает функционирование ИВС в соответствии с программной моделью космического объекта.

Отказоустойчивость

Предусмотрены механизмы и средства для построения отказоустойчивых структур с аппаратной и временной избыточностью. Допредельное состояние определяется исправностью одного полного комплекта модулей связи, которые могут принадлежать разным каналам резервирования, что позволяет допускать множество независимых отказов.
Для обеспечения помехоустойчивости при воздействии ТЗЧ солнечных вспышек и космического излучения применяются корректирующие коды и процедуры восстановления вычислительного процесса с применением канала синхронизации и коммуникации. Наличие сторожевого таймера позволяет избегать “зависания” программ.

Структура модулей связи предусматривает различные варианты организации резервирования в каналах связи.

Без перевязки

Резервированные приборы космического аппарата подключаются каждый к “своему” устройству связи.

С перевязкой на входе

Резервированные приборы космического аппарата подключаются ко всем устройствам связи. Выбор “текущего” устройства связи осуществляется прибором.

С перевязкой на выходе

Резервированные приборы космического аппарата подключаются ко всем устройствам связи. Выбор “текущего” устройства связи осуществляется устройством связи.

Принцип построения семейства

Семейство УС представляет собой множество устройств построенных на основе базовой несущей конструкции (БНК-96) с использованием модулей базового набора, в состав которого входят модули ядра.

В качестве ядра используются модули секции обработки и питания. Базовый набор модулей при необходимости может расширяться. Конфигурации УС определяются ТЗ и ограничены возможностями БНК. Применяемый принцип унификации позволяет сократить объем работ по разработке УС и обеспечивает качество проектирования, а поставку первых образцов через 18 месяцев. Цикл изготовления очередной партии образцов не превышает 14 недель

Основой РМК является пульт контроля готовности ПКГ.

В состав ПКГ входят имитаторы приборов космического объекта ИВС, средства индикации и управления режимами контроля.

Имитаторы ИВС функционируют под управлением самого устройства связи. Директивы управления ИВС и результаты передаются по последовательному технологическому каналу ТК.

В состав РМК могут входить также стандартные измерительные приборы для измерения параметров внешних сигналов устройства связи.

Коммутационная коробка КК позволяет сократить объем аппаратуры ИВС за счет использования симметричных каналов приборного интерфейса ПИ.

ПКГ соответствует группе исполнения 1.1, вид климатического исполнения – УХЛ.

Конструкция

Базовая несущая конструкция БНК96 предусматривает “пакетную” схему компоновки с использованием в качестве элемента соединения электрических цепей пружинных соединителей с нулевым усилием сочленения.

Элементами этого пакета являются функциональные модули. Ячейки коммутации с установленными на них внешними соединителями разделяют пакет на секции. В состав каждой секции входит: одна ячейка коммутации и от двух до шести ячеек функциональных модулей. Всего в пакет входит до 20 ячеек.

Стянутый шпильками пакет установлен на основание, обеспечивающее крепление устройства связи. Секционирование пакета позволяет вывести на внешние соединители до 160 цепей с каждой секции.