ИТМиВТ - Институт точной механики и вычислительной техники С. А. Лебедева РАН
Институт точной механики и вычислительной техники им. С. А. Лебедева РАН - научно-исследовательский институт в области информационных технологий, вычислительной техники и микроэлектроники
English
Главная страница Контактная информация Карта сайта и поиск
Об институте Решения Проекты Образование

Процессорный модуль для цифровой системы автоматического управления газотурбинным двигателем (САУ ГТД)

Процессорный модуль предназначен для установки в бортовые системы управления, системы регулирования и системы диагностики силовых установок самолетов текущих и следующих поколений как гражданского, так и военного назначения.

Процессорный модуль

Архитектура процессорного модуля

В состав архитектуры процессорного модуля входит:

  • центральный процессор МС-24 работающий на частоте 100 МГц и имеющий двухядерную архитектуру с универсальным и сигнальным процессором на одном кристалле (производство компании «Элвис»);
  • FLASH-память для программ (16 Mб) и параметров (4 Mб);
  • ОЗУ 16 Mб;
  • последовательные интерфейсы устройств ввода/вывода: ARINC-429, CAN, MIL-STD1553B, RS-232, QSPI (8 МГц);
  • ПЛИС, реализующая развитую логику ввода/вывода дискретных и частотных сигналов, сторожевой таймер, контроллер прерываний и буферные каскады коммуникационных каналов.

Дополнительно в контроллере реализован аппаратный Watchdog и расширенный контроллер прерываний (до 26 источников). Все логические уровни — 3,3 В. Устройство работоспособно в диапазоне температур от -40° до +85° С.

Краткие технические характеристики

Процессорный модуль содержит полный набор цифровых интерфейсов, предназначенных для организации и поддержки обмена данными с другими информационными системами самолета. В его состав входит: мультиплексные каналы MIL-STD1553В и ARINC-429, два канала CAN и 4 технологических канала RS-232, служащих для подключения к двигателю системы диагностики на базе персонального компьютера.

Для разгрузки центрального процессора от выполнения однотипных операций, связанных с обработкой большого массива низкоприоритетных данных, в процессорный модуль интегрирована ПЛИС, которая позволяет на аппаратном уровне обработать эти данные, тем самым возможно существенно повысить производительность модуля и удовлетворить жестким требованиям к скорости реакции системы на внешнее воздействие.

В свою очередь, в состав ПЛИС входят сопроцессор обработки временных сигналов TPU, 32-канальный последовательный порт QSPI, дополнительный сторожевой таймер для внешнего контроля процессора, дополнительные входы прерывания с каскадированием, блоки поддержки контроллеров ARINC-429, MIL-STD1553В и CAN для увеличения общей производительности системы.

Управление процессорным модулем осуществляется операционной системой QNX версии 6, адаптированной под контроллер компанией «СВД — Встраиваемые системы». Процессорный модуль поставляется с полным комплектом драйверов всех внешних устройств, реализованных как для работы под управлением ОС QNX, так и под управлением своей специализированной операционной системы.

Интерфейсы ввода-вывода

Интерфейс MIL-STD1553B обеспечивает:

  • режим терминала (оконечного устройства);
  • передачу данных по основному и резервному каналам.

Интерфейс ARINC-429 обеспечивает:

  • режим выдачи и приема данных;
  • размер приемного и передающего буфера FIFO — по 512 слова;
  • скорость передачи — 12,5 кбит/c и 100 кбит/c.

Интерфейс CAN обеспечивает:

  • поддержку протокола версии 2.0A (B);
  • размер буфера FIFO на прием и на передачу — по 32 сообщения;
  • поддержку 29-и и 11-и битного идентификатора;
  • программируемую скорость передачи до 1 Мбит/с.

Интерфейс QSPI обеспечивает:

  • режим Master;
  • адресацию до 32 устройств;
  • общий для всех устройств буфер FIFO — по 128 слов на прием и на передачу;
  • тактовую частоту интерфейса — до 8 МГц;
  • фиксацию данных — по фронту тактового сигнала, а изменение — по спаду.

Интерфейс RS-232 обеспечивает:

  • скорость передачи данных до 115 кбит/с;
  • число информационных бит от 5 до 8;
  • количество стоп-бит от 1 до 2;
  • наличие/отсутствие бита чётности;
  • размер приемного и передающего FIFO 64 байта.

ПЛИС

Контроллер прерываний поддерживает:

  • до 24 источников прерываний, 8 из них могут быть сконфигурированы в качестве внешних источников прерываний;
  • настройку полярности прерывания от внешнего источника по переднему или заднему фронту.

Сторожевой таймер обеспечивает:

  • контроль логики включения питания процессора;
  • «привязку» процессора к своей временной базе;
  • сброс процессора при его некорректной работе со сторожевым таймером;
  • восстановление работы системы при корректной работе процессора после сброса.

Перспективы использования

  • в качестве универсального технологического контроллера авиационных интерфейсов, служащего для тестирования и обслуживания бортовых авиационных систем и сетей;
  • в качестве промышленного контроллера, предназначенного для построения автоматизированных систем управления технологическими процессами (АСУ ТП) энергетических установок, корабельных систем управления, систем автоматизации испытательных стендов и т.д.

 

© 1948—2016 «ИТМиВТ»
Версия для печати Контактная информация