ВСТРОЕННЫЕ ИНФОРМАЦИОННО- УПРАВЛЯЮЩИЕ СИСТЕМЫ РЕАЛЬНОГО ВРЕМЕНИ Лекция 1: Введение в ИУС РВ Кафедра АСВК, Лаборатория Вычислительных Комплексов Балашов В.В.

2 Что такое ИУС Вычислительная система для управления некоторым реальным объектом

Функции ИУС Контроль состояния управляемого объекта Навигация Управление движением Обмен данными с внешними системами Управление специализированными приборами (прикладной нагрузкой) 3

4 ИУС в управляемой системе

5 Специфика ИУС Интеграция с управляемой системой Критичность для управляемой системы Ограниченное участие оператора Работа в реальном времени Непрерывное функционирование «Экстремальные» условия работы Ограничения по ресурсам Устойчивость к сбоям

6 Содержание курса Архитектура аппаратной и программной части ИУС РВ –вычислители, каналы, ОС Обеспечение работы ИУС РВ в реальном времени –расписания, алгоритмы планирования Обеспечение надёжности ИУС РВ Разработка и отладка ИУС РВ –жизненный цикл, инструментальные средства Математические задачи, возникающие при разработке ИУС РВ

7 Состав ИУС Вычислители Регистраторы ДатчикиЭффекторы Управляемая система Внешняя среда Интерфейс оператора -индикаторы -органы управления Бортовая сеть

8 ИУС самолета F-22 Центральный процессор РЛС ICNIA (комплекс связи, навигации и опознавания) Прием и предварительная обработка сигналов INEWS (Комплекс РЭБ) Прием и предварительная обработка сигналов IRSTS (ИК-система поиска и сопровождения) Прием и предварительная обработка сигналов К А Б И Н А нашлемный прицел Шина распределения видеоинформации CIP I CIP II CIP III Глобальная память Шина 1553В системы управления полетом Шина 1760 системы управления вооружением Система управления полетом Система воздушных сигналов Инерциальная навигационная система Система управления вооружением Расходуемые средства РЭБ

Бортовые устройства 9

Прикладная нагрузка 10

11 Эволюция ИУС Полностью аналоговая система Центральный вычислитель + аналоговые устройства Федеративная архитектура –медленные каналы связи (< 1 Мбит/с) –специализированные вычислители –локальная обработка данных Интегрированная модульная архитектура –«облако» вычислительных модулей –быстрые линии связи –виртуальные каналы

Неоднородность ИУС Каналы: точка-точка, шина, коммутатор; 12 kbps, 1 Mbps, 1 Gbps Устройства: датчики, индикаторы, вычислители, органы управления, исполнительные устройства Данные: аналоговые, цифровые; числовые массивы, видеопотоки Проблема унаследованных устройств 12

ИСТРЕБИТЕЛЬ 5 ПОКОЛЕНИЯ

Унаследованная архитектура (4 поколение)

Оптические каналы точка-точка (4+)

Оптическая магистраль данных (4+)

Интегрированная модульная авионика (5 поколение)

Информационное сопряжение вычислительных задач Интерфейс задачи: –входные и выходные параметры Обмен между задачами в одном блоке –синхронные зависимости по данным Обмен по каналам передачи данных –сообщения –расписание обмена 18

Функционирование ИУС в реальном времени 19

20 Жизненный цикл ПО ИУС – тестирование на каждом уровне Информационное сопряжение Тестирование, интеграция, отработка

Инструментальные средства разработка требований управление версиями отслеживание проблем и изменений поддержка сопряжения подсистем ПО проектирование индикационных форматов проектирование алгоритмов верификация и тестирование ПО ИУС 21

Тестирование ИУС 22 Кажется, что-то пошло не так…

Блок КБО Тестирование ИУС

Стенд отладки ПО БЦВМ

Стенд тестирования ИУС

Математические задачи Выбор оптимальной конфигурации ИУС РВ –требования реального времени –требования надёжности –ограничения по ресурсам Построение расписания вычислений Построение расписания обмена Верификация работы ИУС РВ Генерация тестовых покрытий 26

Далее… Процессоры, используемые в ИУС РВ Организация информационного обмена в ИУС РВ Операционные системы реального времени По четвергам, 16:20, ауд

28 Спасибо за внимание!