Анализ информационных потоков в современной авионике

Анализ информационных потоков в современной авионике

Показывает, что по мере усложнения реализуемого состава алгоритмов основным средством повышения производительности вычислительных средств и систем становится разработка высокоскоростных, высокоинтеллектуальных интерфейсов.

Возрастание передаваемого информационного трафика и быстроты его обработки в системах современной военной техники в основном продиктовано желанием сохранить превосходство в скорости анализа внешней информационной обстановки. Увеличение трафика передаваемой информации предполагается в следующих прикладных областях:

  • цифровой обработки сигналов;
  • построения и обработки изображений;
  • целеуказания (трассировки цели);
  • распознавания целей.

Проведенные исследования показали, что принципы организации современных авиационных специализированных систем информационного обмена имеют тенденцию к логическому усложнению организации обмена информацией, повышению скорости передачи данных и все более широкому использованию волоконно-оптических средств связи.

Этим объясняется постоянно возрастающий интерес к применению различных сетевых принципов передачи информации, используемых в общих системах, в комплексах бортового оборудования и их адаптации к использованию в режиме реального времени.

Принципы передачи информации

Традиционные принципы передачи информации на основе магистральных шин в настоящее время испытывают идеологическую конкуренцию со стороны новейших нетрадиционных технологий, которые являются потенциальными кандидатами на применение при реализации внутрисистемных связей при построении перспективных многопроцессорных средств обработки информации, а также межсистемных связей при построении распределенных вычислительных систем.

Именно с учетом этих критериев целесообразно проводить выбор и сравнительный анализ различных перспективных сетевых технологий: Fibre Channel (FC), ATM, Scalable Coherent Interface (SCI), Myrinet, Serial Express (SE) Fire Wire (IEEE 1394) и Gigabit Ethernet (GE).

Анализ информационных потоков в современной авионике

К таким технологиям следует отнести организацию информационного обмена в соответствии с SCI (ANSI/IEEE Std 1596-92) сетевую технологию «переноса информации» ATM и уникальную организацию обмена FC, которые подходят для применения как в области передачи, так и в области хранения данных.

Из рассматриваемых перспективных разрабатываемых сетевых технологий на уровне первичной обработки информации хорошую перспективу применения имеет технология SCI.

Основной причиной появления подобного протокола является подготовка к полномасштабному применению сверхпроизводительных специализированных средств обработки в авиационных комплексах следующего поколения. В настоящее время протокол SCI может рассматриваться как один из реальных кандидатов на применение в качестве унифицированного протокола в авиационных комплексах будущего на межпроцессорном уровне и для унификации цифрового взаимодействия с информационно мощными функциональными датчиками бортового оборудования на периферийном уровне.

Его отличают высокая производительность (1 Гбит/с при последовательных связях и до 8 Гбит/с при параллельных), гибкость при проектировании различных топологий (структур) вычислительных средств, масштабируемость. Он поддерживает как проводную, так и оптическую среды передачи данных, является удобным средством для построения толерантных структур.

Технологии передачи информации

Однако метод доступа в основной завершенной версии основного протокола SCI носит недетерминированный характер (технологии типа Ethernet), и применение данного протокола нецелесообразно на межсистемном уровне в АК реального времени.

Режим реального времени может обеспечиваться низкой информационной загрузкой СИО при использовании основного протокола SCI. В АК реального времени целесообразно применение только расширения SCI — SC1/RT, в первую очередь — для межпроцессорного обмена в мультипроцессорных системах и обмена в периферийных переключательных сетях на уровне обмена с датчиками.

Наиболее перспективной и универсальной из приведенных выше технологий является FC (1 Гбит/с при последовательных связях), которая имеет несколько функционально-логических составляющих и предполагает охват всех уровней организации СИО (уровни первичных датчиков-приемников, региональный, общесистемный).

Это реально позволит в дальнейшем провести унификацию технологии информационного обмена авионики будущего. Сказанное подтверждается интенсивной разработкой специализированных технических предложений (авиационных профилей) на базе основных документов информационной технологии Fibre Channel.

Разработка специализированных документов в настоящее время интенсивно осуществляется рабочей группой Fibre Channel Avionics Environment (FC-AE).

Целью разработок специализированных технологий информационного обмена бортового применения является ее адаптация к функционированию в режиме реального времени, а также обеспечение возможности сопряжения с уже завершенными технологиями (типа М1Ь-5ТО-1553 В), применяемыми на общесистемном уровне в современных АК.

Не случайно выделенные технологии, в первую очередь БС, а также БС1 рассматриваются в программе в качестве основных кандидатов на применение при формировании вычислительной системы ЛА в качестве средства для построения унифицированной авиационной сети. При этом обеспечиваются сопряжения типа модуль—модуль, крейт—крейт, сопряжения с датчиками и дисплеями, соединения общесистемного уровня.

В конечном счете предполагается использование единого унифицированного интерфейса, что позволит существенно сократить число используемых контактов задней панели, число модулей-мостов и шлюзов, необходимых при использовании различных организаций обмена.

В современных экономических условиях, приведших к формированию новой доктрины в области вооружения, роли унификации и стандартизации существенно возрастают.

Использование стандартов

Использование стандартов обеспечивает интеграцию коллективов разработчиков, повышает уровень технологической дисциплины при синтезе функциональных элементов БРЭО различными коллективами разработчиков. Более того, в случае успешного сопряжения отечественных стандартов с зарубежными аналогами достигается широкая интеграция предприятий-разработчиков с общегосударственным объединением всей технической политики в области создания авиации, включая вопросы экспорта.

Анализ информационных потоков в современной авионике

В этом контексте разработку стандартов на интерфейсы следует рассматривать как составную часть единого технологического цикла синтеза авионики. При этом разрабатываемые и предлагаемые проекты стандартов целесообразно отрабатывать и апробировать в процессе проведения отдельных НИР. При разработке БРЭО для создания перспективных образцов авионики требуются пересмотр определенного числа существующих нормативных документов и разработка новых государственных стандартов.

Это относится в первую очередь к проблемам создания аппаратных и программных интерфейсов различных классов, протоколов обмена с внешними системами, средств информационного и электрического сопряжений.

Основными целями в проблеме стандартизации интерфейсов следует считать:

  • создание единых государственных стандартов на протоколы обмена и сопутствующей НТД на аппаратные и программные средства интерфейсов как элементов единой технологии проектирования авионики;
  • отработку и апробацию этих стандартов для обеспечения минимального количества возможных ошибок и практически исключения риска при синтезе элементов БРЭО;
  • создание на базе разработанных стандартов необходимого научно-технического задела при разработках перспективных образцов авионики.
Ссылка на основную публикацию