Одной из первоочередных задач авиакосмического приборостроения является
совершенствование бортовой вычислительной системы в соответствии с концепцией
интеграции бортовой аппаратуры IMA. Традиционно отказоустойчивость бортовой
вычислительной системы обеспечивается комплексом аппаратно-программных
методов обнаружения, локализации и замещения отказавшего элемента одним из
способов резервирования. Такой подход предполагает введение в систему аппаратной,
временной, информационной или программной избыточности. С целью минимизации
аппаратной и информационной избыточности системы диагностики и контроля в
статье предложен безэталонный способ контроля работоспособности
мультипроцессорного суперкомпьютера крейта. Разработанный алгоритм
функционирования автомата контроля обеспечивает самодиагностику и
отказоустойчивость бортовой вычислительной системы путем ее мажоритарнодинамической реконфигурации. Интервалы между сеансами контроля определяются
теоретически прогнозируемым временем безотказного функционирования бортовой
вычислительной системы. Процедура контроля, диагностики и восстановления
работоспособности системы состоит из четырех этапов: контроль
работоспособного состояния системы; определение характера ошибки,
обнаруженной на первом цикле; локализация отказавшего процессора; восстановление
системы с помощью адаптивного алгоритма перераспределения задач отказавшего
элемента между работоспособными процессорами. Практическая значимость
предложенного варианта безэталонного контроля реконфигурируемой бортовой
вычислительной системы состоит в повышении живучести авионики в тяжелых
условиях эксплуатации, характеризующихся комплексом климатических, механических,
электромагнитных, радиационных воздействий при жестких ограничениях по
массогабаритным параметрам и энергопотреблению.
1. Парамонов П.П., Жаринов И.О. Интегрированные бортовые
вычислительные системы: обзор современного состояния и анализ
перспектив развития в авиационном приборостроении // Научно-технический вестник информационных технологий, механики и оптики.
2013. № 2(82). С. 1-17.
2. Бабуров В.И., Пономаренко Б.В. Принципы интегрированной бортовой
авионики. СПб.: Агентство «РДК-Принт», 2005. 338 с.
3. Eveleens Rene L.C. Open Systems Integrated Modular Avionics – The Real
Thing // Mission Systems Engineering. Educational Notes RTO-EN-SCI176. 2006. Neuilly-sur-Seine, Nov., France: RTO. Paper 2. pp. 2-1-2-22.
4. Fedosov E.A. IMA Russian Program - Overall presentation // European and
Russian Joint Avionics Forum. – Moscow, 2009. 15 p.
5. Савкин Л.В., Ширшаков А.Е., Новичков В.М. Построение
реконфигурируемой системы функционального контроля и диагностики
бортового комплекса управления космического аппарата //
Авиакосмическое приборостроение. 2015. № 6. С. 8-13.
6. Абрамов Н.С., Заднепровский В.Ф., Талалаев А.А., Фраленко В.П.,
Хачумов М.В. Перспективная система мониторинга и прогнозирования
состояния космического аппарата на основе анализа интегрированной
информации // Авиакосмическое приборостроение. 2015. № 6. С. 33-38.
7. Русанов В.Н., Киселев А.Ю., Сильянов Н.В. Самодиагностируемая
трехканальная бортовая вычислительная система с резервированием
замещением // Авиакосмическое приборостроение. 2015. № 3. С. 23-31.
8. Chow Y.-C., Kohler W. Models for Dynamic Load Balancing in a
Heterogenerous Multiple Processor System // IEEE Trans. Comput. Vol. C28. No. 5. pp. 353-362.
9. Бакулин В.Н., Малков С.Ю., Гончаров В.В. Ковалев В.И. Управление
обеспечением стойкости сложных технических систем. М.: Физматлит,
2006.
10. Longden L. The Designing a Single Board Computers for Space Using the
Most Advanced Processor and Mitigation Technologies, in Proc. European
Space Components Conference/ European Space Agancy. Toulouse, France.
2002. pp. 313-316.
11. Shelton C., Koopman P., Nace W. A Framework for Scalable Analysis and
Design of System-Wide Graceful Degradation in Distributed Embedded
Systems // Eighth IEEE International Workshop on Object-Oriented RealTime Dependable Systems (WORDS 2003): Guadelajare (Mexico), Jan.
2003, Guadelajare. 2003. P. 8.
12. Самойленко А.П., Панычев А.И., Панычев С.А. Метод оценки
надежности комплекса радиоэлектронного оборудования летательного
аппарата // Известия ЮФУ. Технические науки. 2015. № 3 (163). С. 102-
110.
13. Самойленко А.П., Панычев А.И., Панычев С.А. Синтез системы
автоматического контроля работоспособности бортового
радиоэлектронного комплекса // Известия ЮФУ. Технические науки.
2015. № 11 (172). С. 166-177.
14. Samoilenko A.P., Panychev A.I., Panychev S.A. Statistical Diagnostics of
Irreversible Avionics As a Controlled Random Process, in Proc. 2016 IEEE
International Siberian Conference on Control and Communications
(SIBCON), Moscow, Russia, May 12−13, 2016,
DOI. 10.1109/SIBCON.2016.7391722.
15. Panychev S., Guzik V., Samoylenko A., Panychev A. The prerequisites of
forming a risk management system in the design of facilities space
application // MATEC Web of Conferences 102, 01030 (2017) V
International Forum for Young Scientists "Space Engineering" DOI:
10.1051/matecconf/201710201030.
16. Samoylenko A.P., Panychev A.I., Panychev S.A. Technologies of
aggregation for integral criteria of evaluating the efficiency of on-board
computer systems, in Proc. 2017 Second Russia and Pacific Conference on
Computer Technology and Applications (RPC), Vladivostok, Russia, 25-29
Sept. 2017. DOI: 10.1109/RPC.2017.8168089.
17. Guzik V., Samoylenko A., Panychev A., Panychev S. Reconfiguring of
structure as self diagnosis tool of on-board computers, in Proc. 15th EastWest Design & Test Symposium (EWDTS), 2017 IEEE, Novi Sad, Serbia,
Sept 29 - Oct 2, 2017. DOI: 10.1109/EWDTS.2017.8110106.
18. Samoylenko A.P., Panychev A.I., Panychev S.A. “Evaluation of
telecommunication system reliability via stress testing, in Proc. 2017 IEEE
International Siberian Conference on Control and Communications
(SIBCON), Astana, Kazakhstan, June 29–30, 2017,
DOI: 10.1109/SIBCON.2017.7998330.
19. Гузик В.Ф., Самойленко А.П., Панычев А.И., Панычев С.А. Критерии
значимости вариаций в сигналах датчиков встроенной системы
допускового контроля электронного оборудования // Моделирование,
оптимизация и информационные технологии. Электронный научный
журнал. 2017. №3 (19). URL: https://moit.vivt.ru/wp-content/uploads/
2017/10/GuzikSoavtori_3_1_17.pdf (дата обращения: 07.02.2018).
20. Дегтярев Ю.И. Методы оптимизации. М.: Сов. радио, 1980. 272 с
