ИТМиВТ разработал процессорный модуль для встраиваемых цифровых систем автоматического управления

10 апреля 2007

Модуль создан на отечественной элементной базе

ИТМиВТ им. С.А. Лебедева РАН объявляет о создании процессорного модуля для построения цифровых систем автоматического управления газотурбинными авиационными двигателями (САУ ГТД). Процессорный модуль реализован на отечественной элементной базе, что отвечает современным требованиям выполнения заказов в интересах военно-промышленного комплекса России. При этом по своим характеристикам он существенно превосходит существующие аналоги.

Процессорный модуль служит центральным звеном САУ ГТД и предназначен для установки в бортовые системы управления, регулирования и диагностики силовых установок самолетов гражданского и военного назначения.

Процессорный модуль

В последние 15 лет в силу известных обстоятельств авиационная промышленность получала заказы только на самолеты и двигатели, предназначенные для экспорта. Поэтому при их производстве допускалось использование систем управления, основанных на импортных модулях. В настоящее время поставлена задача перейти полностью на отечественные решения, что реализовал ИТМиВТ по заказу ОАО «НПП „ЭГА“.

Процессорный модуль является первым в семействе унифицированных модулей перспективной распределенной архитектуры бортовых систем управления. Инициатором данной разработки наряду с ОАО»НПО «Сатурн» и ОАО «НПП «ЭГА» выступил ИТМиВТ, обладающий большими наработками в области проектирования микросхем, вычислительных систем и программного обеспечения.

Интерес представляет архитектура процессорного модуля, в состав которой входит:

• центральный процессор 1892ВМ2Я (МС-24), работающий на частоте 80 МГц и имеющий двуядерную архитектуру с универсальным и сигнальным процессором на одном кристалле (производство компании «ЭЛВИС»);
• FLASH-память для программ (8 Mб) и параметров (8 Mб);
• ОЗУ 8 Mб;
• последовательные интерфейсы устройств ввода/вывода: ARINC-429, CAN, MIL-STD-1553,
  RS-232, QSPI (5МГц);
• ПЛИС, реализующая развитую логику ввода/вывода дискретных и частотных сигналов, сторожевой таймер, контроллер прерываний и буферные каскады коммуникационных каналов.

Модуль работает под операционной системой QNX 6.3, либо под управлением собственного диспетчера реального времени.

Как отметил директор ИТМиВТ им. С.А. Лебедева С. В. Калин: «Наша разработка является основой для создания перспективных авиационных систем управления. Достигнутые результаты позволяют надеяться на широкое использование процессорного модуля во всех типах систем управления и контроля, прежде всего — в системах управления газотурбинными двигателями как авиационного, так морского и энергетического назначения».

По словам заместителя директора фирмы «ЭЛВИС» Т. В. Солохиной: «Выбор процессора 1892ВМ2Я (МС-24) для использования в столь ответственном деле для нас очень важен. Это доказывает, что нам удалось разработать процессор, способный работать в критически важных приложениях».

Технические характеристики процессорного модуля

Процессорный модуль содержит полный набор цифровых интерфейсов, предназначенных для организации и поддержки обмена данными со всеми 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 компьютера.

Особенностью процессорного модуля является наличиe в нем специальной ПЛИС, предназначенной для того, чтобы разгрузить центральный процессор от выполнения однотипных операций, связанных с обработкой большого массива второстепенных данных. ПЛИС позволяет на аппаратном уровне обработать эти данные, тем самым существенно повышается производительность модуля.

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 ARINC429, MIL-STD1553В и CAN для увеличения производительности контроллера.

Управление процессорным модулем осуществляется операционной системой QNX версии 6.3, поставляемой 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 системой.

Коллектив разработчиков процессорного модуля. Слева направо: Леонид Хватов, Сергей Киор, Николай Бодунов, Владимир Клепиков, Дмитрий Казаков, Сергей Зайцев и Андрей Ступаченко

Производство и обслуживание

Изготовление процессорного модуля налажено на опытном производстве ИТМиВТ под контролем представительства заказчика. На изделие предоставляется гарантия, специалисты Института готовы обеспечить гарантийное и послегарантийное обслуживание.

Перспективы

Разработанный процессорный модуль имеет большие перспективы. В настоящее время на его основе заканчивается разработка универсального технологического контроллера авиационных интерфейсов, предназначенного для тестирования и обслуживания бортовых авиационных систем и сетей. Модуль также является основой для перспективной распределенной архитектуры бортовых систем управления.

В дальнейших планах ИТМиВТ создание промышленного контроллера, предназначенного для построения автоматизированных систем управления технологическими процессами (АСУ ТП) энергетических установок, корабельных систем управления и систем автоматизации испытательных стендов.

НПЦ «ЭЛВИС» — российский FABLESS дизайн-центр, лидер в области многоядерных процессорных архитектур. Компания образована в 1991 г. на базе НПО «ЭЛАС» и сохраняет его лучшие традиции по проектированию бортовых встраиваемых систем и микросхем для обработки информации. НПЦ «ЭЛВИС» в настоящее время проектирует несколько серий современных СБИС типа «система-на-кристалле» на базе собственной IP-ядерной платформы проектирования «МУЛЬТИКОР» по проектным нормам 0,25 — 0,13 мкм. Кроме того, НПЦ «ЭЛВИС» разрабатывает, производит и внедряет системы безопасности нового поколения с элементами искусственного интеллекта: системы видеонаблюдения с компьютерным зрением, системы контроля доступа и учета рабочего времени, контроля движения транспорта и персонала (RFID), радар для охраны периметра.