Динамическая маршрутизация сигналов в бортовых ЭВМ для повышения надежности системы

Обложка

Цитировать

Полный текст

Открытый доступ Открытый доступ
Доступ закрыт Доступ предоставлен
Доступ закрыт Доступ платный или только для подписчиков

Аннотация

Представлен модуль устройства поиска степени оптимальности размещения (УПСОР) для бортовых ЭВМ, реализующий аппаратно-программную перестройку топологии подсистемы бортовой ЭВМ, отвечающей за определение параметров скорости, высоты, давления набегающего потока, при комбинированных помехах. Алгоритм «ранней отсечки» на ПЛИС Kintex-7 проверяет до 1,2 · 106 маршрутов за 0,55 мкс и переключает канал менее чем за 0,72 мкс, что удовлетворяет пределу 1 мкс, установленному DO-178C и ARINC 664. Испытания HIL показали снижение интегральной «возмущенной стоимости» ΔL на 15% и рост вероятности успешной передачи Ps до 0,96. Одновременно динамическая мощность ЦП уменьшилась на 1,1 Вт, а пиковая температура кристалла не превысила 55 °С. Решение подходит для серийного внедрения в БПЛА и модернизацию пилотируемых комплексов без доработки сертифицированного ПО.

Полный текст

Доступ закрыт

Об авторах

Кирилл Александрович Иваненко

Юго-Западный государственный университет (ЮЗГУ)

Автор, ответственный за переписку.
Email: k.iwanencko@gmail.com
ORCID iD: 0009-0006-5125-3720
SPIN-код: 3300-6222

аспирант

Россия, г. Курск

Дмитрий Борисович Борзов

Юго-Западный государственный университет (ЮЗГУ)

Email: borzovdb@mail.ru
ORCID iD: 0000-0001-7926-8349
SPIN-код: 2905-2172

доктор технических наук, профессор, кафедра вычислительной техники

Россия, г. Курск

Виталий Семенович Титов

Юго-Западный государственный университет (ЮЗГУ)

Email: titov-kstu@rambler.ru
SPIN-код: 1042-6379

доктор технических наук, профессор

Россия, г. Курск

Александр Семенович Сизов

Юго-Западный государственный университет (ЮЗГУ)

Email: sizov1942@mail.ru

доктор технических наук, профессор

Россия, г. Курск

Список литературы

  1. Букирев А.С. Способ диагностирования комплекса бортового оборудования воздушных судов на основе машинного обучения // Труды МАИ. 2023. № 133.
  2. Джиган В.И. Адаптивная фильтрация сигналов: теория и алгоритмы. М.: Техносфера, 2013. 528 с.
  3. Ескин В.И., Полуэктов С.П., Рубинов В.И. и др. Моделирование датчика высотно-скоростных параметров полета маневренного самолета // Труды МАИ. 2014. Вып. 80.
  4. Иванов В.Ф., Кошкаров А.С. Повышение помехоустойчивости навигационной аппаратуры потребителя ГЛОНАСС за счет комплексирования с инерциальными датчиками // Труды МАИ. 2017. № 93.
  5. Лихачев В.П., Сидоренко С.В. Помехоустойчивость алгоритма автофокусировки изображений по минимуму энтропии при сложной фоновой обстановке // Труды МАИ. 2016. № 99.
  6. Неровный В.В. Помехоустойчивость мультисистемной аппаратуры потребителей ГНСС. М.: Научная книга, 2018. 227 с.
  7. Никитин А.В., Солдаткин В.В., Солдаткин В.М. Построение и алгоритмы обработки информации системы измерения малых воздушных скоростей вертолета на стартовых и взлетно-посадочных режимах // Труды МАИ. 2012. Вып. 61.
  8. Олейник А.И. Алгоритм вычисления истинных значений аэрометрических параметров полета самолета // Авиакосмическое приборостроение. 2011. № 1. С. 3–10.
  9. Тяпкин П.С. Аппаратно-программный комплекс для отработки методов слепой обработки сигналов в радиосистемах // Труды МАИ. 2023. № 129. doi: 10.34759/trd-2023-129-17.
  10. Anderson J., Brown L. Low-latency AXI4-Stream DMA controller for high-speed data acquisition // Proceedings of the 31st International Conference on Field-Programmable Logic and Applications (FPL). 2021. Pp. 167–174.
  11. Gomes S., Pomportes B., Wallaert M. A real-time air-data system with embedded Kalman filtering on reconfigurable hardware // Aerospace Science and Technology. 2020. Vol. 105. Art. 105989.
  12. Sharman R.D., Lane T.P. An overview of the clear-air turbulence forecasting problem and future challenges // Progress in Aerospace Sciences. 2016. Vol. 82. Pр. 46–73.

Дополнительные файлы

Доп. файлы
Действие
1. JATS XML
2. Рис. 1. Схема-пример графа подсистемы бортовых ЭВМ из 5 вершин: Pitot, Static – датчики; wij – базовый вес; δij – приращение

Скачать (113KB)
3. Рис. 2. Дерево перебора маршрутов при N = 4: серым помечены ветви, прерванные, когда их частичная стоимость превышает βLbest

Скачать (206KB)
4. Рис. 3. Логарифмический график «число проверенных конфигураций K vs N»: кривые для полного перебора N! и для алгоритма с отсечкой (β = 0,85); видна смена экспоненциального наклона на степень p ≈ 1,7

Скачать (187KB)
5. Рис. 4. Поверхность ΔL(λice, λturb) для базовой и оптимизированной топологии

Скачать (328KB)
6. Рис. 5. Структурная схема УПСОР

Скачать (84KB)
7. Рис. 6. Блок схема алгоритма

Скачать (252KB)

© Юр-ВАК, 2025

Ссылка на описание лицензии: https://www.urvak.ru/contacts/