В работе рассматриваются аспекты расчета возможности восстановления работы бортовых вычислительных комплексов в полете при различных воздействиях внешних факторов при изменении вычислительной нагрузки. Проведенное исследование выявило преимущества использования режимов восстановления.
вычислительные системы, восстановление, бортовые комплексы
Эффективность системы автоматического управления (САУ) объектов ракетно-космической техники (РКТ) во многом и в основном определяется составом задач, решаемых бортовой цифровой вычислительной системой (БЦВС), входящей в состав САУ, и ее надежностью. Повышение надежности БЦВС, увеличение вероятности выполнения основной задачи в САУ разработки ФГУП «НПО Автоматики» достигается как увеличением состава и сложности функциональных задач управления, так и за счет резервирования аппаратуры, введения в БЦВС программно-алгоритмических средств контроля и восстановления работоспособности системы после сбоя (средствами контроля резерва и восстановления, СКРВ).
Увеличение кратности резервирования для повы-шения надежности системы не всегда оправдано, так как возрастает суммарный поток отказов, так как к отказам основных функциональных компонентов добавляются отказы резервных [1]. Кроме того жесткие ограничения на массу, габариты и энергопотребление САУ ставят задачу выбора оптимального варианта архитектуры УВС (обеспечение решения макси-мально возможного состава функциональных задач при одновременной минимизации аппаратных за-трат).
Современные БЦВС построены по магистрально-модульному принципу, когда к общесистемной магистрали подключается необходимое число вычислительных модулей (ВМ), и модулей канала обмена (МКО) для решения функциональных задач и резервирования модулей. Управление всей системой обеспечивает системный модуль (СМ) - центральный модуль системы.
СКРВ обеспечивает:
- контроль взаимодействия между модулями БЦВС по общесистемной магистрали;
- контроль правильности функционирования модулей БЦВС;
- контроль правильности взаимодействия БЦВС с внешними подсистемами;
- определение места и характера отказа в БЦВС (сбой или постоянная неисправность).
- формирование диагностической информации о состоянии резерва БЦВС;
- формирование признака исправности БЦВС в средства телеметрического контроля;
- восстановление вычислительного процесса в сбившихся ВМ.
Функционирование каналов СМ контролируется на программно-аппаратурном уровне, и в случае сбоя каналы не восстанавливаются, а работа ведется на исправном канале модуля. Восстановление не резер-вированных специализированных вычислительных устройств, входящих в состав подсистем (спутниковой навигации, оптической коррекции и БИНС) не производится, так как предусмотрено функциональное резервирование этих подсистем. Восстановление работоспособности сбившегося МКО обеспечивается повторным выполнением процедур обмена.
Наибольшие трудности при реализации СКРВ вы-зывает восстановление сбившихся ВМ.
Анализ программно-алгоритмического обеспечения САУ показывает:
1. Для восстановление работоспособности сбившегося ВМ требуется прекращение процесса управления изделием на время «перекачки» информации из исправного ВМ в сбившийся. До завершения процесса восстановления и повторной попытки включения его
1. Острейковский, В. А. Теория надежности [Текст] : уч. для вузов / В. А. Острейковский. − М. : Высш. шк., 2003. − 463 с.
2. Антимиров, В. М. Создание самоорганизующихся управляющих вычислительных комплексов для работы в экстремальных условиях в реальном времени [Текст] : Диссертация на соискание ученой степени д.т.н. / В. М. Антимиров. − ФГУП НПОА, Екатеринбург, 2005.
3. Антимиров, В. М. Выбор оптимального варианта архитектуры управляющей вычислительной системы [Текст] / В. М. Антимиров, Г. А. Смельчакова // Моделирование систем и процессов. - 2012. - №2. - С.11-15.
4. Надежность технических систем [Текст]: справочник / под редакцией И.А. Ушакова. - М. : Радио и связь, 1985 - 608 с.
5. Деменев, П. А. Разработка технологического процесса создания моделей и тестов цифровых устройств в среде NCLAUNCH [Текст] : Дипломный проект. 140.306 000000 503 ПЗ. / П. А. Деменев. - Екатерибург, УрФУ им. первого Президента России Б. Н. Ельцина, 2014. - 120 с.
6. Отчет по ЛОИ С-13111-01М №Т-11399, протокол испытаний №40. - ФГУП "НПО Автоматики".
7. Отчет по ЛОИ С-13111-02 №Т-11954, протокол испытаний №33. - ФГУП "НПО Автоматики".
