Архитектура зарубежных бортовых компьютеров

Доступные характеристики трёх БК для МКА, позволяющие определить основные тенденции зарубежных разработок, представлены в табл. 1.

Структура БК OBCU показана на рис. 5. БК содержит несколько резервированных модулей, каждый из которых подключён к дублированной быстродействующей внутренней шине, функционирующей под управлением процессора. Резервные модули БК находятся в холодном резерве.

 

 

 

Табл. 1. Бортовые компьютеры в блочном исполнении.

 

 

Рис. 5. Структура бортового компьютера OBCU.

 

 

Процессорный модуль непосредственно связан с радиоканалом командно-телеметрической системы, выполняя функции удалённого терминала машины НКУ. Помимо цифровой информации от КТС, может также поступать на процессорный модуль и модуль реконфигурации ограниченное число декодированных высокоприоритетных релейных команд для безусловного исполнения. В состав процессорного модуля входят оперативная и постоянная память и средства обнаружения сбоев. В модуле отказоустойчивой памяти и часов также обеспечивается автономное обнаружение и исправление одиночных ошибок.

Переключением резерва управляет модуль реконфигурации, который анализирует признаки состояния, поступающие от модулей и систем МКА. Командам на изменение конфигурации, поступающим от КТС, обеспечивается приоритет. Модуль вторичного источника питания имеет независимые выходы на каждый модуль, коммутируемые модулем реконфигурации. БК обеспечивает непосредственный обмен через специализированные интерфейсные узлы со всеми системами платформы. При изменении комплектации МКА разрабатывается новый интерфейсный блок. В качестве средств связи БК с полезной нагрузкой используется отдельная последовательная шина.

Общим для представленных в таблице 1 и ряда других известных бортовых компьютеров является:

· унификация на базе конструктива Евромеханика , высокопроизводительной внутренней шины и совместимого набора модулей;

· прямой обмен процессора БК с НКУ через КТС;

· обмен с датчиками и исполнительными устройствами базовых систем МКА через модули БК по специализированным радиальным связям или через специализированные контроллеры;

· модульная архитектура, позволяющая адаптировать структуру комплекса для разных проектов;

· использование внешних последовательных магистралей наряду со специализированными радиальными связями;

· радиационно-стойкая (от крад и выше) элементная база для высоких орбит, COTS-компоненты для низкоорбитальных МКА;

 

 

· относительно высокие вычислительные ресурсы (производительность ─ - миллионов операций в секунду);

· кратность резервирования ─ (основной модуль и резервный ─ "холодный");

· парирование сбоев внутренними средствами встроенного контроля одноканального процессора (сторожевой таймер, ЗУ с избыточностью и восстановлением и т. д.);

· формирование команд, сбор и выдача телеметрической информации проводится БК (за небольшим исключением);

· потеря живучести при отказе БК.

 

Несколько другой подход к унификации используется в разработке фирмы Lockheed Martin Astro Space. БВК представляет собой распределённую структуру на базе внешней высокоскоростной магистрали, используемой в режиме реального времени. Роль интерфейсных модулей для связи с датчиками и исполнительными элементами платформы МКА выполняют выделенные блоки, подключаемые к внешней магистрали. Для БА, не имеющей соответствующих - - терминалов, используется удалённые интерфейсные блоки. Интерфейсные блоки, комплектуемые из унифицированных плат, собирают телеметрическую информацию, формируют команды, согласуют нестандартные сечения аппаратуры платформы и полезной нагрузки с магистралью.