Оценка возможностей интерфейса GigaSpaceWire, реализованного на основе современной отечественной элементной базы

Аннотация

В настоящее время в космической отрасли применяется множество специализированных интерфейсов передачи данных, предназначенных для решения частных задач с учетом возможностей элементной базы. Такая ситуация приводит к необходимости использовать различные преобразователи интерфейсов при сопряжении разнородных линий передачи информации. Вследствие этого снижаются отдельные характеристики создаваемых систем, возрастают структурная сложность и длительность отработки. Таким образом, существует необходимость применения унифицированного высокоскоростного сетевого интерфейса в составе бортовой аппаратуры и при наземной отработке изделий. С учетом изложенного наиболее перспективно выглядят сетевые интерфейсы семейства SpaceWire. В связи со вступлением в силу отечественного стандарта рассмотрен реализованный в новейшей отечественной элементной базе высокоскоростной интерфейс GigaSpaceWire --- расширение интерфейса SpaceWire с улучшенными характеристиками. В целях оценки возможности использования GigaSpaceWire в качестве надежного интерфейса передачи данных создано рабочее место, разработано программное обеспечение и проведена серия экспериментов. Установлено, что реальные характеристики контроллера интерфейса GigaSpaceWire не полностью соответствуют заявленным в стандарте, а практическое применение соответствующей элементной базы связано с рядом особенностей

Просьба ссылаться на эту статью следующим образом:

Маковская М.О., Синягин А.В., Казначеев С.А. Оценка возможностей интерфейса GigaSpaceWire, реализованного на основе современной отечественной элементной базы. Вестник МГТУ им. Н.Э. Баумана. Сер. Приборостроение, 2025, № 2 (151), с. 63--77. EDN: TCTWGI

Литература

[1] Горбунов С.Ф., Гришин В.Ю., Еремеев П.М. Сетевые интерфейсы космических аппаратов: перспективы развития и проблемы внедрения. Наноиндустрия, 2019, спецвып., с. 128--130.

[2] Новиков Г.А., Платошин Г.А., Шейнин Ю.Е. Особенности применения интерфейса SpaceWire в комплексах бортового оборудования. Труды ГосНИИАС. Сер. Вопросы авионики, 2018, № 7, с. 41--69. EDN: YTCOIP

[3] Симахина Е.А., Еремеев П.М., Балиж К.С. Современный подход к унификации интерфейсов в космической отрасли. Сб. статей 26-й Междунар. науч. конф. "Волновая электроника и инфокоммуникационные системы". Ч. 3. СпБ., СпБГУАП, 2023, с. 216--219. EDN: EFKEL

[4] Casas M.F., Parkes S., Florist A.F., et al. Testing SpaceFibre in orbit: the OPS-SAT and NORBY technology demonstrators. ISC, 2022.URL: https://ieeexplore.ieee.org/document/9944068

[5] Свертилов С.И., Богомолов В.В., Дементьев Ю.Н. и др. Результаты летной эксплуатации группировки спутников размерности кубсат Московского университета. К.Э. Циолковский и прогресс науки и техники в XXI веке. Матер. 56 Науч. чтений. Ч. 1. Калуга, Эйдос, 2021, с. 21--24. EDN: OPLPQF

[6] Суворов Е.А., Степанов В.Е., Оленев В.Л. Анализ технологии SpaceFibre для высокоскоростных бортовых сетей. Космические аппараты и технологии, 2023, т. 7, № 2, с. 100--106. DOI: https://doi.org/10.26732/j.st.2023.2.02

[7] Marino A., Leoni A., Sterpaio L.D., et al. SpaceART SpaceWire and SpaceFibre analyser real-time. IEEE 7th MetroAeroSpace, 2020, pp. 244--248. DOI: https://doi.org/10.1109/MetroAeroSpace48742.2020.9160319

[8] Nannipieri P., Dinelli G., Marino A., et al. A serial high-speed satellite communication CODEC: design and complementation of a SpaceFibre interface. Acta Astronautica, 2020, vol. 169, pp. 206--215. DOI: https://doi.org/10.1016/j.actaastro.2020.01.010

[9] Parkes S., Ferrer A., Gonzalez A., et al. SpaceFibre payload data-handling network. ISC, 2022. URL: https://ieeexplore.ieee.org/document/9944056

[10] Максютин А.С., Мурыгин А.В., Ивленков Д.В. и др. Разработка рабочего места и алгоритмов тестирования бортового оборудования SpaceWire. Сибирский аэрокосмический журнал, 2021, т. 22, № 4, с. 613--623. DOI: https://doi.org/10.31772/2712-8970-2021-22-4-613-623

[11] Максютин А.С., Казайкин Д.С., Дымов Д.В. и др. Разработка методики тестирования сетевых коммутаторов SpaceWire. Сибирский аэрокосмический журнал, 2022, т. 23, № 2, с. 197--208. DOI: https://doi.org/10.31772/2712-8970-2022-23-2-197-208

[12] Максютин А.С., Казайкин Д.С., Дымов Д.В. Применение аппаратно-программного комплекса автономного тестирования узла SpaceWire для проведения испытаний СБИС контроллера информационно-управляющего интерфейса. Ракетно-космическое приборостроение и информационные системы, 2023, т. 10, № 2, с. 63--72. EDN: LMNMMS

[13] Яблоков Е.Н. GigaSpaceWire, проблемы и решения. Известия Самарского научного центра РАН, 2016, т. 18, № 1-2, с. 428--431. EDN: WLWZQD

[14] Шейнин Ю.Е., Яблоков Е.Н., Суворова Е.А. и др. Устройство коммуникационного интерфейса GigaSpaceWire. Патент РФ 2700560. Заявл. 19.06.2018, опубл. 17.09.2019.

[15] Воронин Ф.А., Назаров Д.С., Пахмутов П.А. и др. О принципах разработки программного обеспечения информационно-управляющей системы российского сегмента международной космической станции. Вестник МГТУ им. Н.Э. Баумана. Сер. Приборостроение, 2018, № 2 (119), с. 69--86. EDN: YWEGDC.DOI: https://doi.org/10.18698/0236-3933-2018-2-69-86

[16] Марчук Т.М. Логическое кодирование 8B/10B. Радиотехника и электроника. Сб. тез. докл. 56-й Науч. конф. аспирантов, магистрантов и студентов. Минск, БГУИР, 2020, с. 192--193.

[17] Петричкович Я.Я., Солохина Т.В., Глушков А.В. и др. Топология микропроцессора для приема и обработки пакетной информации. Патент РФ 2018630081. Заявл. 25.04.2018, опубл. 09.06.2018.

[18] Костров В.В., Ракитин А.В. Радиолокационный космический сегмент дистанционного зондирования Земли в 2023 году: состояние и перспективы развития. Радиолокационные и радионавигационные системы, 2023, № 4, с. 11--31. DOI: https://doi.org/10.24412/2221-2574-2023-4-11-31

[19] Скрипко Д.В., Никитин Д.А. Совершенствование архитектуры операционных систем, используемых в ракетно-космической технике. Актуальные проблемы авиации и космонавтики. Сб. матер. 9 Междунар. науч.-практ. конф. Т. 1. Красноярск, СибГУ им. академика М.Ф. Решетнева, 2023, с. 195--198. EDN: EQHTIG

[20] Cerf V.G. APIs, standards, and enabling infrastructure. Commun. ACM, 2019, vol. 62, no. 5, p. 5. DOI: https://doi.org/10.1145/3322094