Просмотр сведений о научной статье

Обложка номера

Заголовок

Архитектура бортового комплекса управления для малых космических аппаратов на основе сетевых технологий

Авторы

¹О.В. Непомнящий, ¹А.И. Постников, ¹В.В. Горева, ²С.С. Варочкин

Организации

¹Сибирский федеральный университет
г. Красноярск, Российская Федерация
²АО «Информационные спутниковые системы» им. академика М. Ф. Решетнёва»
г. Железногорск, Красноярский край, Российская Федерация

Аннотация

Рассмотрены способы организации сетевого взаимодействия бортовой аппаратуры космических аппаратов на основе стандарта SpaceWire. Предложена архитектура реконфигурируемого бортового комплекса управления. С целью обеспечения реконфигурируемости, программной настройки, универсальности и соответствия действующим международным и российским стандартам по эксплуатации космических аппаратов и бортовой аппаратуры в основу разрабатываемого бортового вычислительного комплекса положен магистрально-модульный принцип интеграции аппаратных средств. Это позволяет создать на борту единое информационное пространство на основе бортовой коммуникационной сети стандарта SpaceWire/SpaceWire-RUS. Основным вычислительным узлом комплекса является центральный процессорный модуль, а сетевая архитектура строится на основе маршрутиризирующих сетевых коммутаторов. Это позволяет организовать модульное построение комплекса на основе принципа взаимозаменяемости аппаратных модулей, входящих в его состав. Такой подход позволяет выполнять интеграцию различного бортового оборудования в единую информационно-вычислительную систему на основе стандартных интерфейсов. Кроме того, за счет разработанного принципа организации бортовой сети обеспечен новый способ резервирования аппаратуры на борту КА – способ резервирования функциональности. Это позволяет снизить стоимость резервируемых модулей за счет использования меньшего числа дополнительных элементов, сделать из одного или комбинации нескольких модулей модуль с новой функциональностью или изменить функциональность модуля без физической перекоммутации линий передачи данных, обеспечить открытость технологии (отсутствие ограничений при выборе того или иного сегмента будущей сети), ее масштабируемость (когда добавление/удаление из системы составной части не приводит к доработке или переработке всей системы), повышенную пропускную способность каналов обмена, поддержку большого числа абонентов сети.

Ключевые слова

малый космический аппарат, бортовой комплекс управления, технология SpaceWire, сеть

Список литературы

[1] Nepomnyashchy O.V., Legalov A. I., Sirotinina N. J. High-Level design flows for VLSI circuit // Journal of Siberian Federal University. Engineering & Technologies. 2014. no. 6, pp. 674–684.

[2] Непомнящий О. В., Вейсов Е. А., Правитель А. С. Однокристалльные системы с динамической реконфигурацией в радиоэлектронной аппаратуре специального назначения // Успехи современной радиоэлектроники. Зарубежная радиоэлектроника. 2014. № 5. С. 25–29.

[3] Designing a single board computer for space using the most advanced processor and mitigation technologies / L. Longden, e.a. Maxwell Technologies, 2012. 17 p.

[4] Шахматов А. В., Чекмарев С. А. Процессорный модуль типа «система на кристалле» для малого КА «ТаблетСат-Аврора» // Разработка, производство, испытания и эксплуатация космических аппаратов и систем : науч.-техн. конф. молодых специалистов ОАО «ИСС». 2014. С. 104–106.

[5] Гришин В. Ю., Ракитин А. В., Костров В. В. Облик перспективного вычислительного комплекса космического базирования с гибкой архитектурой для обработки сигналов // Космическая радиолокация. 2013. C. 52–57.

[6] Концепция создания бортового комплекса управления для малых космических аппаратов / В. Х. Ханов и др. // Вестник СибГАУ. 2012. № 5 (45). С. 144–149.

Дополнительные сведения

Работа выполнена при финансовой поддержке федеральной целевой программы «Исследования и разработки по приоритетным направлениям развития научно-технологического комплекса России на 2014-2020 годы» (код проекта 14.578.21.0021 RFMEFI57814X0021).

Цитирование данной статьи

Непомнящий О.В., Постников А.И., Горева В.В., Варочкин С.С. Архитектура бортового комплекса управления для малых космических аппаратов на основе сетевых технологий // Исследования наукограда. 2017. Т. 1. № 1. С. 22-29.

Данная статья лицензирована по лицензии Creative Commons «Attribution-NonCommercial» («Атрибуция — Некоммерческое использование») 4.0 Всемирная.