<?xml version="1.0" encoding="UTF-8"?>
<!DOCTYPE article PUBLIC "-//NLM//DTD JATS (Z39.96) Journal Publishing DTD v1.3 20210610//EN" "JATS-journalpublishing1-3.dtd">
<article article-type="research-article" dtd-version="1.3" xml:lang="ru" xmlns:xlink="http://www.w3.org/1999/xlink" xmlns:mml="http://www.w3.org/1998/Math/MathML">
  <front>
    <journal-meta>
      <journal-id journal-id-type="publisher-id">moitvivt</journal-id>
      <journal-title-group>
        <journal-title xml:lang="ru">Моделирование, оптимизация и информационные технологии</journal-title>
        <trans-title-group xml:lang="en">
          <trans-title>Modeling, Optimization and Information Technology</trans-title>
        </trans-title-group>
      </journal-title-group>
      <issn pub-type="epub">2310-6018</issn>
      <publisher>
        <publisher-name>Издательство</publisher-name>
      </publisher>
    </journal-meta>
    <article-meta>
      <article-id pub-id-type="doi"/>
      <article-id pub-id-type="custom" custom-type="elpub">432</article-id>
      <title-group>
        <article-title xml:lang="ru">БЕЗЭТАЛОННЫЙ СПОСОБ КОНТРОЛЯ РАБОТОСПОСОБНОСТИ БОРТОВОЙ ВЫЧИСЛИТЕЛЬНОЙ СИСТЕМЫ В КОНСТРУКТИВЕ КОНЦЕПЦИИ IMA</article-title>
        <trans-title-group xml:lang="en">
          <trans-title>WAY OF WITHOUT-ETHALON CONTROL OF ON-BOARD COMPUTER SYSTEM OPERABILITY ACCORDING TO IMA CONCEPTION</trans-title>
        </trans-title-group>
      </title-group>
      <contrib-group>
        <contrib contrib-type="author" corresp="yes">
          <name-alternatives>
            <name name-style="eastern" xml:lang="ru">
              <surname>Панычев</surname>
              <given-names>Сергей Андреевич</given-names>
            </name>
            <name name-style="western" xml:lang="en">
              <surname>Panychev</surname>
              <given-names>Sergey Andreevich</given-names>
            </name>
          </name-alternatives>
          <email>sergpanchv@yandex.ru</email>
          <xref ref-type="aff">aff-1</xref>
        </contrib>
      </contrib-group>
      <aff-alternatives id="aff-1">
        <aff xml:lang="ru">Южный федеральный университет </aff>
        <aff xml:lang="en">Southern Federal University </aff>
      </aff-alternatives>
      <abstract xml:lang="ru">
        <p>Одной из первоочередных задач авиакосмического приборостроения является&#13;
совершенствование бортовой вычислительной системы в соответствии с концепцией&#13;
интеграции бортовой аппаратуры IMA. Традиционно отказоустойчивость бортовой&#13;
вычислительной системы обеспечивается комплексом аппаратно-программных&#13;
методов обнаружения, локализации и замещения отказавшего элемента одним из&#13;
способов резервирования. Такой подход предполагает введение в систему аппаратной,&#13;
временной, информационной или программной избыточности. С целью минимизации&#13;
аппаратной и информационной избыточности системы диагностики и контроля в&#13;
статье предложен безэталонный способ контроля работоспособности&#13;
мультипроцессорного суперкомпьютера крейта. Разработанный алгоритм&#13;
функционирования автомата контроля обеспечивает самодиагностику и&#13;
отказоустойчивость бортовой вычислительной системы путем ее мажоритарнодинамической реконфигурации. Интервалы между сеансами контроля определяются&#13;
теоретически прогнозируемым временем безотказного функционирования бортовой&#13;
вычислительной системы. Процедура контроля, диагностики и восстановления&#13;
работоспособности системы состоит из четырех этапов: контроль&#13;
работоспособного состояния системы; определение характера ошибки,&#13;
обнаруженной на первом цикле; локализация отказавшего процессора; восстановление&#13;
системы с помощью адаптивного алгоритма перераспределения задач отказавшего&#13;
элемента между работоспособными процессорами. Практическая значимость&#13;
предложенного варианта безэталонного контроля реконфигурируемой бортовой&#13;
вычислительной системы состоит в повышении живучести авионики в тяжелых&#13;
условиях эксплуатации, характеризующихся комплексом климатических, механических,&#13;
электромагнитных, радиационных воздействий при жестких ограничениях по&#13;
массогабаритным параметрам и энергопотреблению.</p>
      </abstract>
      <trans-abstract xml:lang="en">
        <p>One of the primary tasks of aerospace instrumentation is the improvement of the&#13;
onboard computer system in accordance with the concept of integration of onboard&#13;
equipment IMA. Traditionally, the fail-safety of the on-board computer system is provided by&#13;
a set of hardware-software methods for detecting, localizing and replacing a failed element&#13;
by one of the reservation methods. This approach involves the introduction of hardware, time,&#13;
information or software redundancy into the system. In order to minimize the hardware and&#13;
information redundancy of the diagnostic and control system, the article offers a standardless&#13;
control method of the performance of the crate multiprocessor supercomputer. The developed&#13;
algorithm of the control automaton provides self-diagnostics and fault tolerance of the onboard computer system by its majority-dynamic reconfiguration. The intervals between&#13;
monitoring sessions are determined by the theoretically predicted uptime of the on-board&#13;
computer system. The procedure for monitoring, diagnosing and restoring the system's&#13;
operability consists of four stages: monitoring the system's operational state; determination of&#13;
the nature of the error detected in the first cycle; localization of the failed processor;&#13;
restoration of the system with the help of an adaptive algorithm for reallocation the tasks of&#13;
the failed element between operable processors. The practical significance of the proposed&#13;
version of the standardless control method of on-board computer system is to increase the&#13;
avionics survivability in harsh environments characterized by complex climatic, mechanical,&#13;
electromagnetic, radiation effects at the severe restrictions on the weight and size parameters&#13;
and power consumption.</p>
      </trans-abstract>
      <kwd-group xml:lang="ru">
        <kwd>ima</kwd>
        <kwd>крейт</kwd>
        <kwd>бортовая вычислительная система</kwd>
        <kwd>автоматический контроль</kwd>
        <kwd>мажоритарно-динамический метод</kwd>
        <kwd>самодиагностика</kwd>
        <kwd>реконфигурируемая система</kwd>
      </kwd-group>
      <kwd-group xml:lang="en">
        <kwd>ima</kwd>
        <kwd>crate</kwd>
        <kwd>on-board computer system</kwd>
        <kwd>automatic control</kwd>
        <kwd>majoritydynamic method</kwd>
        <kwd>self-diagnostics</kwd>
        <kwd>reconfigurable system</kwd>
      </kwd-group>
      <funding-group>
        <funding-statement xml:lang="ru">Исследование выполнено без спонсорской поддержки.</funding-statement>
        <funding-statement xml:lang="en">The study was performed without external funding.</funding-statement>
      </funding-group>
      <self-uri xlink:href="https://moitvivt.ru/ru/journal/article?id=432"/>
    </article-meta>
  </front>
  <back>
    <ref-list>
      <title>References</title>
      <ref id="cit1">
        <label>1</label>
        <mixed-citation xml:lang="ru">Парамонов П.П., Жаринов И.О. Интегрированные бортовые&#13;
вычислительные системы: обзор современного состояния и анализ&#13;
перспектив развития в авиационном приборостроении // Научно-технический вестник информационных технологий, механики и оптики.&#13;
2013. № 2(82). С. 1-17.&#13;
</mixed-citation>
      </ref>
      <ref id="cit2">
        <label>2</label>
        <mixed-citation xml:lang="ru">Бабуров В.И., Пономаренко Б.В. Принципы интегрированной бортовой&#13;
авионики. СПб.: Агентство «РДК-Принт», 2005. 338 с. </mixed-citation>
      </ref>
      <ref id="cit3">
        <label>3</label>
        <mixed-citation xml:lang="ru">Eveleens Rene L.C. Open Systems Integrated Modular Avionics – The Real&#13;
Thing // Mission Systems Engineering. Educational Notes RTO-EN-SCI176. 2006. Neuilly-sur-Seine, Nov., France: RTO. Paper 2. pp. 2-1-2-22.</mixed-citation>
      </ref>
      <ref id="cit4">
        <label>4</label>
        <mixed-citation xml:lang="ru">Fedosov E.A. IMA Russian Program - Overall presentation // European and&#13;
Russian Joint Avionics Forum. – Moscow, 2009. 15 p.</mixed-citation>
      </ref>
      <ref id="cit5">
        <label>5</label>
        <mixed-citation xml:lang="ru">Савкин Л.В., Ширшаков А.Е., Новичков В.М. Построение&#13;
реконфигурируемой системы функционального контроля и диагностики&#13;
бортового комплекса управления космического аппарата //&#13;
Авиакосмическое приборостроение. 2015. № 6. С. 8-13.</mixed-citation>
      </ref>
      <ref id="cit6">
        <label>6</label>
        <mixed-citation xml:lang="ru">Абрамов Н.С., Заднепровский В.Ф., Талалаев А.А., Фраленко В.П.,&#13;
Хачумов М.В. Перспективная система мониторинга и прогнозирования&#13;
состояния космического аппарата на основе анализа интегрированной&#13;
информации // Авиакосмическое приборостроение. 2015. № 6. С. 33-38.</mixed-citation>
      </ref>
      <ref id="cit7">
        <label>7</label>
        <mixed-citation xml:lang="ru">Русанов В.Н., Киселев А.Ю., Сильянов Н.В. Самодиагностируемая&#13;
трехканальная бортовая вычислительная система с резервированием&#13;
замещением // Авиакосмическое приборостроение. 2015. № 3. С. 23-31.</mixed-citation>
      </ref>
      <ref id="cit8">
        <label>8</label>
        <mixed-citation xml:lang="ru">Chow Y.-C., Kohler W. Models for Dynamic Load Balancing in a&#13;
Heterogenerous Multiple Processor System // IEEE Trans. Comput. Vol. C28. No. 5. pp. 353-362.</mixed-citation>
      </ref>
      <ref id="cit9">
        <label>9</label>
        <mixed-citation xml:lang="ru">Бакулин В.Н., Малков С.Ю., Гончаров В.В. Ковалев В.И. Управление&#13;
обеспечением стойкости сложных технических систем. М.: Физматлит,&#13;
2006.</mixed-citation>
      </ref>
      <ref id="cit10">
        <label>10</label>
        <mixed-citation xml:lang="ru">Longden L. The Designing a Single Board Computers for Space Using the&#13;
Most Advanced Processor and Mitigation Technologies, in Proc. European&#13;
Space Components Conference/ European Space Agancy. Toulouse, France.&#13;
2002. pp. 313-316.&#13;
</mixed-citation>
      </ref>
      <ref id="cit11">
        <label>11</label>
        <mixed-citation xml:lang="ru">Shelton C., Koopman P., Nace W. A Framework for Scalable Analysis and&#13;
Design of System-Wide Graceful Degradation in Distributed Embedded&#13;
Systems // Eighth IEEE International Workshop on Object-Oriented RealTime Dependable Systems (WORDS 2003): Guadelajare (Mexico), Jan.&#13;
2003, Guadelajare. 2003. P. 8.</mixed-citation>
      </ref>
      <ref id="cit12">
        <label>12</label>
        <mixed-citation xml:lang="ru">Самойленко А.П., Панычев А.И., Панычев С.А. Метод оценки&#13;
надежности комплекса радиоэлектронного оборудования летательного&#13;
аппарата // Известия ЮФУ. Технические науки. 2015. № 3 (163). С. 102-&#13;
110.</mixed-citation>
      </ref>
      <ref id="cit13">
        <label>13</label>
        <mixed-citation xml:lang="ru">Самойленко А.П., Панычев А.И., Панычев С.А. Синтез системы&#13;
автоматического контроля работоспособности бортового&#13;
радиоэлектронного комплекса // Известия ЮФУ. Технические науки.&#13;
2015. № 11 (172). С. 166-177.</mixed-citation>
      </ref>
      <ref id="cit14">
        <label>14</label>
        <mixed-citation xml:lang="ru">Samoilenko A.P., Panychev A.I., Panychev S.A. Statistical Diagnostics of&#13;
Irreversible Avionics As a Controlled Random Process, in Proc. 2016 IEEE&#13;
International Siberian Conference on Control and Communications&#13;
(SIBCON), Moscow, Russia, May 12−13, 2016,&#13;
DOI. 10.1109/SIBCON.2016.7391722.</mixed-citation>
      </ref>
      <ref id="cit15">
        <label>15</label>
        <mixed-citation xml:lang="ru">Panychev S., Guzik V., Samoylenko A., Panychev A. The prerequisites of&#13;
forming a risk management system in the design of facilities space&#13;
application // MATEC Web of Conferences 102, 01030 (2017) V&#13;
International Forum for Young Scientists "Space Engineering" DOI:&#13;
10.1051/matecconf/201710201030.</mixed-citation>
      </ref>
      <ref id="cit16">
        <label>16</label>
        <mixed-citation xml:lang="ru">Samoylenko A.P., Panychev A.I., Panychev S.A. Technologies of&#13;
aggregation for integral criteria of evaluating the efficiency of on-board&#13;
computer systems, in Proc. 2017 Second Russia and Pacific Conference on&#13;
Computer Technology and Applications (RPC), Vladivostok, Russia, 25-29&#13;
Sept. 2017. DOI: 10.1109/RPC.2017.8168089.&#13;
</mixed-citation>
      </ref>
      <ref id="cit17">
        <label>17</label>
        <mixed-citation xml:lang="ru">Guzik V., Samoylenko A., Panychev A., Panychev S. Reconfiguring of&#13;
structure as self diagnosis tool of on-board computers, in Proc. 15th EastWest Design &amp; Test Symposium (EWDTS), 2017 IEEE, Novi Sad, Serbia,&#13;
Sept 29 - Oct 2, 2017. DOI: 10.1109/EWDTS.2017.8110106.&#13;
</mixed-citation>
      </ref>
      <ref id="cit18">
        <label>18</label>
        <mixed-citation xml:lang="ru">Samoylenko A.P., Panychev A.I., Panychev S.A. “Evaluation of&#13;
telecommunication system reliability via stress testing, in Proc. 2017 IEEE&#13;
International Siberian Conference on Control and Communications&#13;
(SIBCON), Astana, Kazakhstan, June 29–30, 2017,&#13;
DOI: 10.1109/SIBCON.2017.7998330.</mixed-citation>
      </ref>
      <ref id="cit19">
        <label>19</label>
        <mixed-citation xml:lang="ru">Гузик В.Ф., Самойленко А.П., Панычев А.И., Панычев С.А. Критерии&#13;
значимости вариаций в сигналах датчиков встроенной системы&#13;
допускового контроля электронного оборудования // Моделирование,&#13;
оптимизация и информационные технологии. Электронный научный&#13;
журнал. 2017. №3 (19). URL: https://moit.vivt.ru/wp-content/uploads/&#13;
2017/10/GuzikSoavtori_3_1_17.pdf (дата обращения: 07.02.2018).&#13;
</mixed-citation>
      </ref>
      <ref id="cit20">
        <label>20</label>
        <mixed-citation xml:lang="ru">Дегтярев Ю.И. Методы оптимизации. М.: Сов. радио, 1980. 272 с</mixed-citation>
      </ref>
    </ref-list>
  </back>
</article>