УСТРОЙСТВО ДЛЯ УПРАВЛЕНИЯ ЛЕТАТЕЛЬНЫМ АППАРАТОМ, ИСПОЛЬЗУЮЩЕЕ КОМБИНИРОВАННУЮ СИСТЕМУ ИНФОРМАЦИОННОГО ОБМЕНА Российский патент 2001 года по МПК B64C13/00 G06F13/00 

Изобретение предназначено для использования в устройствах для управления летательными аппаратами, построенных с использованием микропроцессорных комплектов.

Развитие систем информационного обмена (СИО) современных военных самолетов идет по пути создания магистрально-модульных систем с мультиплексными каналами информационного обмена (МКИО) и встроенных мини и микро-ЭВМ непосредственно в аппаратуру систем.

Накопленный отечественный опыт комплексирования бортового оборудования показывает, что наряду с МКИО межсистемного обмена необходимы и высокопроизводительные локальные каналы для использования в подсистемах самолета: системе единой (комплексной) индикации, системе навигации, системе автоматического управления, системе управления оружием, системе управления силовой установкой, при этом локальные каналы должны максимально использовать логическую организацию и схемно-технические решения межсистемных МКИО.

Известны устройства для управления летательными аппаратами c использованием бортовых вычислительных центров, включающие в себя несколько подсистем. Каждая подсистема бортового оборудования подключается к мультиплексной шине через устройство сопряжения (адаптер связи), которое может выполнять к тому же функции контроллера мультиплексного канала (АСП/К). Выбор принципа формирования таких устройств определяет их структурно-логическую организацию.

Анализ работы микропроцессорных устройств информационного обмена показывает, что основная сложность при проектировании АСП/К состоит в жестком ограничении на время обработки командного слова, составляющее 2-12 мкс (определяется максимально допустимой паузой между окончанием сообщения и передачей ответного слова по ГОСТ).

Во время обработки командного (ответного) слова устройству управления необходимо провести ряд логических операций над группами и отдельными битами этого слова, что при применении микропрограммного метода обработки требует использования высокоскоростных секционированных и однокристальных микропроцессорных комплектов.

Следует отметить, что при передаче информации в формате на обработку информационного слова отводится уже время 20 мкс, т.е. ресурс высокопроизводительного МП используется нерационально.

Отсутствие высокоскоростных однокристальных МП приводит к необходимости использования в АСП/К секционированных МП серий 585, 1802, 1804, потребляемая мощность при этом будет составлять величину 2.5 Вт. Кроме того, наиболее оптимальным вариантом на данном этапе развития микроэлектроники является аппаратно-программный и аппаратно-микропрограммный метод формирования АСП/К. В этом случае одна часть функций устройства должна быть выполнена аппаратными средствами, а другая программными или микропрограммными.

Необходимо также отметить, что в настоящее время отчетливо проявляется тенденция построения СИО на основе линий связи различной физической природы: проводных линий связи (ПЛС) и волоконно-оптических линий связи (ВОЛС), причем входящие в состав СИО межсистемные и локальные МКИО могут быть как однотипными (полностью проводными или полностью волоконно-оптическими), так и комбинированными. Комбинированные МКИО могут содержать в качестве основной линии передачи - ПЛС, в качестве резервной - ВОЛС; или в качестве основной - ВОЛС, в качестве резервной - ПЛС; или при смешанном типе интерфейса МКИО - командная магистраль выполнена на ПЛС, а информационная - на ВОЛС.

Тенденция применения линий связи различной физической природы при комплексировании бортового оборудования наблюдается и за рубежом. При передаче информации по ПЛС регламентирующим документом является MIL STD 1553 (STANAG 3838), при передаче по ВОЛС MIL STD 1773, а при организации МКИО со смешанным интерфейсом (командная магистраль ПЛС + информационная магистраль ВОЛС), регламентирующим документом является STANAG 3910.

Известно устройство для информационного обмена, применяющееся для транспортных средств, включающее в себя центральный процессор и содержащее контроллер/адаптер связи соответствующей подсистемы, связанный одними своими входами и выходами с линией информационного обмена, а другими входами и выходами - с общей шиной вычислителя подсистемы, которая связана с оконечным устройством, и включающий в себя адаптер связи линии информационного обмена с локальной шиной, одними входами и выходами которого образованы первые упомянутые входы и выходы контроллера/адаптера и который другими входами и выходами через локальную шину связан с устройством управления, адаптер связи линии информационного обмена с локальной шиной включает в себя кодер и декодер, средства контроля и обеспечения форматов сообщений, первые входы и выходы адаптера связи линии информационного обмена с локальной шиной снабжены гальванической развязкой, кодер содержит буфер, подключенный к регистру с параллельным вводом и последовательным выводом информации, связанному с шифратором, выполненным с возможностью формирования сигнала в последовательном коде Манчестер II с добавлением синхроимпульса и дополнительного проверочного разряда и через блок блокировки связанным с передатчиком информации, осуществляющим передачу в зависимости от состояния декодера, содержащего синхронизатор, связанный с регистром сдвига, с параллельным выводом информации, блок обнаружения ошибки, включенный с возможностью восприятия информации одновременно с записью ее в упомянутый регистр, устройство управления предназначено для обеспечения режима контроллера и выполнено с возможностью проверки длительности паузы между переданным и принятым ответным сообщениями контроллера/адаптера, проверки соответствия режима работы контроллера/адаптера типу принимаемого сообщения в случае поступления последнего в соответствующих временных рамках, выявления ошибок кодирования ответного слова в сообщении, поступившем в ответ на непосредственное обращение к абоненту системы, сохранения - при отсутствии ошибок кодирования - ответного слова в памяти и последующей проверки соответствия адресной части ответного слова адресу абонента, с которым ведется обмен информацией, проверки занятости подсистемы в случае установления указанного соответствия и перевода контроллера/адаптера в следующий сеанс связи, если подсистема не занята, оконечное устройство предназначено для постоянной работы в режиме ожидания приема и приема сообщений и выполнено с возможностью проверки принятого сообщения на наличие командного слова (патент США N 5007050). Однако применение данного устройства конкретно для организации информационного обмена в бортовых системах летательных аппаратов весьма затруднено.

При организации комбинированных МКИО с основной линией связи ПЛС, а резервной ВОЛС пропускная способность канала ограничивается возможностями ПЛС, что снижает эффективность использования ВОЛС, однако увеличение скорости передачи информации целесообразно только при соответствующем увеличении скорости обработки информации процессорами вычислительной системы, т.е. ее аппаратурными доработками как в части приемопередающих устройств, так и вычислителей. Экспертные оценки и имеющийся опыт комплексирования оборудования на системном и межсистемном уровне показывает, что межсистемный информационный трафик составляет 5-8 Мбит/с, а необходимость передачи больших массивов информации со скоростью 10-100 Мбит/с возникает только при решении задач прицеливания, радиолокации, картографии и индикации и может быть решена введением дополнительных локальных каналов. Вследствие этого проводные линии связи остаются основной средой передачи информации в СИО современных боевых самолетов, а возможность увеличения скорости передачи до 10 Мбит/с, отработанность технологии изготовления и прокладки проводных соединений делают их перспективными и в ближайшем будущем.

Волоконно-оптические линии связи представляют несомненный интерес для разработки СИО вследствие широкой полосы пропускания, нечувствительности к электромагнитным наводкам, пожаробезопасности, но широкое внедрение ВОЛС в бортовую аппаратуру сдерживают чувствительность к отрицательным температурам, невысокая радиационная стойкость, невысокие технические характеристики приемников и передатчиков, неотработанность технологии изготовления и прокладки кабелей. В связи с этим представляется, что определенный период ПЛС и ВОЛС будут существовать совместно на борту летательных аппаратов, взаимно дополняя друг друга в качестве равноправных элементов комбинированных СИО (фиг. 1), эффективность использования которых определяется не только средой передачи информации, но и логической организацией ее передачи, топологией сети, а также возможностями элементной базы.

В сетях с ВОЛС используются те же виды топологии, как и в сетях с ПЛС: последовательная, кольцевая, радиальная и их сочетания. Причем в качестве межсистемных МКИО чаще используется последовательная и кольцевая, а на локальном (внутрисистемном) уровне радиальные структуры типа точка-точка. Организация радиальных структур на ВОЛС не имеет существенных отличий от организации радиальных структур на ПЛС. Особенности организации магистральных структур на ВОЛС определяются применением как активных ретрансляторов (коммутаторов), так и пассивных разветвителей или ответвителей оптической мощности. Применение пассивных разветвителей на борту более предпочтительно, так как их выход из строя возможен практически только в случае механического разрушения, тогда как отказ любого элемента электрической схемы или отказ по питанию приводит к выходу из строя активного элемента структуры.

Реализация магистральных структур ВОЛС на основе ответвителей неоднозначна, что обусловлено использованием разнообразных типов активных и пассивных ответвителей. При создании МКИО, работающих, например, в соответствии с MIL STD 1773, можно указать 10-15 магистральных структур на пассивных элементах ВОЛС. Однако не все они могут быть реализованы в настоящее время из-за несовершенства технических характеристик элементов ВОЛС, которые должны обеспечить достаточный уровень оптической мощности в линии, необходимый для приема передаваемой информации с заданной вероятностью ошибки.

Первая группа факторов характеризует технический уровень состояния разработок и по мере совершенствования конструкции и технологии изготовления элементов ВОЛС характеристики будут улучшаться и, как следствие этого, будет происходить расширение типов применяемых структур. Вторая группа факторов практически характеризуется постоянной величиной потерь для каждой конкретной структуры и, следовательно, определяет предельные возможности при реализации структуры, например, по количеству абонентов. Предварительный анализ отечественной компонентной базы ВОЛС показывает, что для реализации МКИО, MIL STD 1773 только структурные организации на разветвителе типа "Звезда" обеспечивают подключение 32 абонентов.

Общие требования к бортовой СИО:
- высокая помехоустойчивость за счет применения волоконно-оптических линий связи;
- высокая производительность за счет максимального использования режима групповых команд для обработки больших объемов информации;
- малое время реакции, т.е. минимального времени доступа к шине передачи, чтобы отвести максимальное время для обработки информации;
- способность быстрого обнаружения ошибок и их исправления; обслуживание до 32 абонентов с различным уровнем интеллекта; применение унифицированных схемно-технических решений с использованием микропроцессоров для реализации оконечных устройств (контроллеров).

Принцип магистральности, программируемости и модульности, положенный в основу организации комбинированных СИО, а также соблюдение программной и конструктивной совместимости устройств сопряжения придают им большую гибкость, т. е. архитектурную многовариантность, наращиваемость и способность к реконфигурации бортового оборудования в процессе выполнения задач.

Техническим результатом данного изобретения является создание системы информационного обмена, приспособленной для устройства управления летательными аппаратами. В этом случае с целью оптимизации устройства по потребляемой мощности и количеству корпусов ИС и СИС важно сбалансированно распределить функции между аппаратными и программными средствами, технический результат достигается тем, что комбинированная система информационного обмена, включающая в себя центральный процессор и содержащая контроллер/адаптер связи соответствующей подсистемы, связанный одними своими входами и выходами с линией информационного обмена, а другими входами и выходами - с общей шиной вычислителя подсистемы, которая связана с оконечным устройством, и включающий в себя адаптер связи линии информационного обмена с локальной шиной, одними входами и выходами которого образованы первые упомянутые входы и выходы контроллера/адаптера и который другими входами и выходами через локальную шину связан с устройством управления, адаптер связи линии информационного обмена с локальной шиной включает в себя кодер и декодер, средства контроля и обеспечения форматов сообщений, первые входы и выходы адаптера связи линии информационного обмена с локальной шиной снабжены гальванической развязкой, кодер содержит буфер, подключенный к регистру с параллельным вводом и последовательным выводом информации, связанному с шифратором, выполненным с возможностью формирования сигнала в последовательном коде Манчестер II c добавлением синхроимпульса и дополнительного проверочного разряда и через блок блокировки связанным с передатчиком информации, осуществляющим передачу в зависимости от состояния декодера, содержащего синхронизатор, связанный с регистром сдвига, с параллельным выводом информации, блок обнаружения ошибки, включенным с возможностью восприятия информации одновременно с записью ее в упомянутый регистр, устройство управления предназначено для обеспечения режима контроллера и выполнено с возможностью проверки длительности паузы между переданным и принятым ответным сообщениями контроллера/адаптера, проверки соответствия режима работы контроллера/адаптера типу принимаемого сообщения в случае поступления последнего в соответствующих временных рамках, выявления ошибок кодирования ответного слова в сообщении, поступиашем в ответ на непосредственное обращение к абоненту системы, сохранения - при отсутствии ошибок кодирования - ответного слова в памяти и последующей проверки соответствия адресной части ответного слова адресу абонента, с которым ведется обмен информацией, проверки занятости подсистемы в случае установления указанного соответствия и перевода контроллера/адаптера в следующий сеанс связи, если подсистема не занята, оконечное устройство предназначено для постоянной работы в режиме ожидания приема и приема сообщений и выполнено с возможностью проверки принятого сообщени на наличие командного слова, отличается тем, что устройство управления выполнено с возможностью проверки числа принятых информационных слов - при работе в режиме приема информационных слов и отсутствии ошибок кодирования - и перевода контроллера/адаптера в следующий сеанс связи, если число принятых информационных слов соответствует заданному, а в случае невыполнения какого-либо из указанных условий в процессе приема информации - формирования соответствующего сообщения центральному процессору и установления признака соответствующего сбоя и записи его в регистр слова состояния контроллера/адаптера, оконечное устройство выполнено с возможностью проверки отсутствия ошибок кодирования командного слова, проверки совпадения адреса, содержащегося в командном слове - при отсутствии признака групповой команды - с адресом оконечного устройства с последующим выполнением команды и формированием ответного слова контроллеру/адаптеру, либо при обнаружения групповой команды - проверки отсутствия признака блокировки ее приема, соответствия адреса, содержащегося в командном слове адресу оконечного устройства, принадлежности ее списку выполняемых оконечным устройством команд, а в случае невыполнения какого-либо из этих условий - формирования ответного слова и слова состояния с указанием признака соответствующей ошибки, декодер снабжен блоком исправления одиночной ошибки по адресу обнаруженной ошибки и значению проверочного разряда, связанным с блоком обнаружения ошибки, а контроллер/адаптер снабжен предназначенным для сопряжения адаптером связи локальной шины с общей шиной, одними из входов и выходов связанный с локальной шиной, другими входами и выходами которого образованы вторые упомянутые входы и выходы контроллера/адаптера. В качестве линии информационного обмена использована проводная линия связи или волоконно-оптическая линия связи.

Устройство управления включает в себя средства тестового контроля системы.

При наличии на летательном аппарате (ЛА) зон сосредоточения радиоэлектронного оборудования магистральная структура может быть выполнена в виде взаимосвязанных "звезд" при количестве абонентов до 10. Магистральная структура ВОЛС на Т-образных ответвителях может обеспечить подключение до 5 абонентов при предельной возможности 20 абонентов. При выборе окончательного варианта реализации структуры информационного обмена используется несколько критериев: масса, энергопотребление, помехоустойчивость, информационная эффективность, простота логической организации. Поэтому при построении комбинированных МКИО, содержащих в качестве основной линии передачи информации ПЛС, а в качестве резервной ВОЛС, основополагающим принципом является сохранение логической организации обмена, что обеспечивает минимизацию энергопотребления и объема аппаратуры всего МКИО в целом и сопряжение с мультиплексной шиной, способной принимать и передавать информацию по ПЛС и ВОЛС.

Если обработку командного слова осуществлять аппаратными средствами, то появляется возможность применения однокристальных МП со средними скоростными характеристиками таких серий как 1810 и 580, что влечет за собой снижение энергопотребляемой мощности АСП/К.

Структурно АСП/К должен включать в себя устройство управления, локальную шину и два адаптера связи (фиг. 1).

Тогда функционально аппаратная часть МКИО будет представлять собой комбинацию трех шин (мультиплексной, локальной и общей), двух адаптеров связи и устройства управления.

Технические требования, возможность реализации и условная сложность функциональных узлов комбинированного МКИО приведены в табл. 1 и 2.

После передачи сообщения в мультиплексный канал контроллер переходит в режим контроля обмена информацией между абонентами МКИО и начинается прослушивание линии на наличие сообщения. В случае поступления сообщения происходит проверка выдержки минимальной паузы согласно ГОСТ. Если сообщение не поступило в течение паузы большей максимально допустимой по ГОСТ, в регистре слова состояния контроллера устанавливается признак "Отсутствие ответного слова" и "Ошибка в сообщении".

Контроллер оповещает центральный процессор о сбое и переходит к соответствующей программе обработки создавшейся ситуации.

Если не выдержана минимальная пауза между сообщениями, контроллер устанавливает в регистре слова состояния признак "Сбой по паузе" и производит те же операции, как и при наличии паузы, больше допустимой по ГОСТ.

При поступлении сообщения во временных рамках ГОСТ контроллер производит анализ режима работы МКИО на наличие групповой адресации и в случае приема сообщения в ответ на групповую команду, что свидетельствует о неисправности канала, устанавливает в регистре слова состояния признаки "МЛПИ занята", "Ошибка в сообщении", сообщает центральному процессору о сбое в канале и переходит к соответствующей программе обработке ошибочной ситуации.

Если сообщение принято в ответ на непосредственное обращение к абоненту МКИО, контроллер производит проверку поступившего слова на соответствие его ответному.

При обнаружении ответного слова производится анализ отсутствия ошибок в кодировании в соответствии с ГОСТ.

Если обнаружена ошибка в кодировании, то в регистре слова состояния устанавливается признак "Ошибка в сообщении", центральному процессору сообщается о сбое в канале и контроллер переходит к программе обработки ошибочной ситуации.

При отсутствии ошибок в кодировании ответного слова оно сохраняется в памяти контроллера, а затем проверяется на соответствие его адресной части адресу абонента, с которым осуществляется обмен по МКИО.

В случае несоответствия адресов (ответ получен от абонента, с которым не ведется обмен), в регистре слова состояния контроллера устанавливаются признаки "Сбой по адресу в ответном слове", "МЛПИ занята", "Ошибка в сообщении". Центральному процессору сообщается о сбое в канале и контроллер переходит к соответствующей программе обработки ошибочной ситуации.

Когда контроллер не обнаружил установку в ответном слове выше указанных битов, он проверяет занятость подсистемы по соответствующему признаку в ответном слове, и если она занята, то сообщает об этом центральному процессору и переходит к программе обработки случая занятости подсистемы. При отсутствии признака занятости подсистемы контроллер переходит к осуществлению следующего сеанса обмена с абонентами МКИО.

В случае приема контроллером информационного слова вместо ожидаемого ответного, он устанавливает в регистре слова состояния признаки "МЛПИ занята", "Ошибка в сообщении". Центральному процессору сообщается о сбое в канале и осуществляется переход к соответствующей программе обработки ошибочной ситуации.

При наличии режима приема информационных слов контроллер принимает слово, проверяет его на отсутствие ошибок в кодировании, и если они обнаружены, то прекращает прием, устанавливает в регистре слова состояния признак "Ошибка в сообщении", сообщает центральному процессору о сбое в канале и переходит к соответствующей программе обработки ошибочной ситуации.

При отсутствии ошибок в кодировании контроллер осуществляет проверку принятого числа слов, и если не все информационные слова приняты, то анализирует наличие паузы между словами и при ее отсутствии принимает следующее информационное слово.

При обнаружении паузы между информационными словами, контроллер прекращает прием сообщения, в регистре слова состояния устанавливаются признаки "Сбой по количеству информационных слов" и "Ошибки в сообщении". Центральному процессору сообщается о сбое в канале и контроллер переходит к соответствующей программе обработки ошибочной ситуации.

Когда контроллер принял нужное число информационных слов, он производит проверку на наличие в сообщении хотя бы еще одного лишнего слова и при его обнаружении прекращает прием, устанавливает в регистре слова состояния признаки "Сбой по количеству информационных слов" и "Ошибка в сообщении", сообщает центральному процессору о сбое в канале и переходит к соответствующей программе обработки ошибочной ситуации. Если принятое сообщение не содержит лишних информационных слов, то контроллер переходит к выполнению очередного сеанса обмена по МКИО.

Алгоритм работы контроллера при контроле обмена в канале приведен на фиг. 2.

Оконечное устройство постоянно находится в режиме ожидания приема сообщения из МКИО. Принятое сообщение проверяется на наличие в нем командного слова (КС). В случае, если слово информационное (ИС), ОУ возвращается в исходное состояние ожидания сообщения, а обнаруженное КС проверяется на достоверность кодирования (проверка на нечетность, соблюдение формата слова). При обнаружении ошибки кодирования ОУ возвращается в состояние ожидания сообщения, а поступившее КС не принимается к дальнейшей обработке. Когда ошибка кодирования отсутствует, происходит проверка КС на наличие групповой команды. В случае отсутствия в принятом КС признака групповой команды (первые пять бит единицы), производится сравнение адреса, содержавшегося в командном слове, с адресом, присвоенным данному оконечному устройству. При несовпадении адреса ОУ переходит в режим ожидания сообщения.

При обнаружении групповой команды происходит проверка на наличие блокировки приема групповой команды; если прием групповой команды блокирован, то ОУ переходит в режим ожидания сообщения. Если принята групповая команда, отсутствует признак блокировки ее приема, а также адрес в КС соответствует адресу ОУ, командное слово принимается к обработке и сохраняется в соответствующей области памяти ОУ (регистре КС), после чего проверяется наличие режима управления (подадрес 11111). Если это режим управления, то определяется команда управления и соответствие ее списку команд выполняемых ОУ. При обнаружении ОУ факта, что данная команда не принадлежит его списку команд, устанавливается признак "Ошибка в сообщении" в ответном слове и слове состояния. В слове состояния устанавливается признак "Недопустимая команда", а ОУ переходит в режим ожидания сообщения. Когда команда управления принадлежит списку команд, выполняемых ОУ, проверяется наличие группового режима для того, чтобы определить необходимость выдачи ответного слова.

Если принята негрупповая команда, то происходит передача ответного слова контроллеру МКИО и выполнение команды, после чего ОУ возвращается в режим ожидания сообщения. В случае групповой команды в ответном слове и слове состояния устанавливается признак "Принята групповая команда", ответное слово не передается и ОУ переходит в режим ожидания сообщения.

Если обнаружено отсутствие режима управления, ОУ запрещает вычислителю подсистемы доступ к общей памяти, затем определяется число слов в сообщении и подадрес данных. Кроме того, определяется необходимость приема или передачи ОУ информационных слов по биту прием/передача в командном слове. При определении режима приема информации происходит сложение подадреса с базой данных N1, затем определяется наличие паузы 12 мкс и в этом случае устанавливается признак "Ошибка в сообщении" в ответном слове и слове состояния; в слове состояния устанавливается признак "Отсутствие ответного слова", т.е. прошла команда форматом из 2-х командных слов и не поступило ответное слово от передающего ОУ в течение 10 мкс после окончания сообщения.

Ответное слово не выдается; ОУ разрешает вычислителю подсистемы доступ к общей памяти и переходит в режим ожидания сообщения. Если не обнаружена пауза после приема КС, то происходит прием информационного слова, проверяется наличие ошибки в кодировании и, если обнаружена ошибка в кодировании, то в ответном слове и слове состояния устанавливается признак "Ошибка в сообщении"; ОУ разрешает вычислителю подсистемы доступ к общей памяти и переходит в режим ожидания сообщения. При отсутствии ошибки кодирования происходит проверка принятия заданного контроллером количества ИС путем сравнения числа ИС в принятом КС с числом принятых ИС. Если не все слова приняты, то проверяется наличие паузы между сообщениями.

При ее обнаружении в ответном слове устанавливается признак "Ошибка в сообщении", а в слове состояния - "Сбой по количеству ИС". ОУ разрешает вычислителю доступ к общей памяти и переходит в режим ожидания сообщения. После того как ОУ определило, что все указанные ИС приняты, проверяется наличие в сообщении еще хотя бы одного ИС и в этом случае также устанавливаются признаки "Ошибка в сообщении" и "Сбой по количеству ИС".

После приема последнего ИС выдерживается пауза в соответствии с ГОСТ 2676552-87, передается ответное слово и ОУ переходит в режим ожидания сообщения. В случае определения режима передачи ОУ производит сложение базы данных N2 с подадресом, содержащимся в КС; осуществляется передача ответного слова, затем передается информационное слово, определяется наличие ошибки в кодировании; если имеется ошибка, то устанавливается признак "Ошибка в сообщении" в ответном слове и слове состояния устанавливается признак "Сбой по передаче"; ОУ разрешает вычислителю подсистемы доступ к общей памяти и переходит в режим ожидания сообщения.

Когда ошибка в кодировании отсутствует, то проверяется, все ли информационные слова переданы в соответствии с указанным количеством в командном слове и если окажется, что не все, то передается следующее ИС; в случае передачи всех слов вычислителю подсистемы разрешается доступ к общей памяти и ОУ переходит в режим ожидания сообщения.

Алгоритм функционирования оконечного устройства, инвариантный к аппаратной реализации, приведен на фиг.3.

Кодер предназначен для преобразования параллельного 16-ти разрядного кода в последовательный биполярный фазоманипулированный код (Манчестер II) для передачи по КМКИО.

Через буфер МП информация в виде 16-ти разрядного параллельного кода записывается в регистр сдвига, с помощью которого происходит преобразование его в последовательный код NRZ. Последовательный код NRZ поступает на шифратор, который формирует синхроимпульс, преобразует последовательный код NRZ в биполярный фазоманипулированный код и достраивает бит четности.

Устройство уменьшения паузы уменьшает задержку при кодировании информации до минимальной задержки 350 - 500 нс. Информация в соответствии с ГОСТ поступает через блок блокировки на передатчик (ПрД), который осуществляет передачу информации в соответствующую линию передачи информации в зависимости от состояния "Регистра состояния ЛПИ" декодера. Декодер предназначен для преобразования последовательного биполярного фазоманипулированного кода (Манчестер II), поступающего из МКИО, в параллельный 16-ти разрядный код. Он проверяет формат слов, обнаруживает и исправляет одиночные ошибки в слове, выдает информацию об ошибках в сообщении, определяет командные слова, адресованные данному устройству.

На вход синхронизатора поступает последовательный фазоманипулированный код (Манчестер II), принятый из МКИО и преобразованный в уровни ТТЛ приемником (ПрМ). В синхронизаторе происходит синхронизация импульсов тактовой частотой 2 МГц. Здесь также происходит выделение синхроимпульса команды или данных.

Принимаемая информация в дешифраторе преобразуется из кода "Манчестер II" в код NRZ и записывается в регистр сдвига, где он преобразуется в параллельный код.

Одновременно с записью в регистр сдвига информация поступает в блок обнаружения ошибки, где в случае обнаружения ошибки, запоминается адрес этой ошибки. Информацией об ошибке является запрещение комбинации 00 и 11 на одном тактовом интервале.

После того, как все слово принято, оно поступает в блок исправления ошибки, где исправляются одиночные ошибки. Исправленное слово переписывается в буфер общей шины микропроцессора, а командное слово - в выходной регистр, причем командное слово переписывается тогда, когда оно адресовано к данному устройству, что обеспечивает блок определения адреса АСП.

Изобретение предназначено для использования в устройствах для управления летательными аппаратами, построенных с использованием микропроцессорных комплектов. При наличии на летательном аппарате зон сосредоточения радиоэлектронного оборудования магистральная структура может быть выполнена в виде взаимосвязанных "звезд" при количестве абонентов до 10. Система включает в себя комбинацию мультиплексной, локальной и общей шин, двух адаптеров связи и устройства управления. Устройство управления выполнено с возможностью проверки числа принятых информационных слов - при работе в режиме приема информационных слов и отсутствии ошибок кодирования - и перевода контроллера/адаптера в следующий сеанс связи, если число принятых информационных слов соответствует заданному, а в случае невыполнения какого-либо из указанных условий в процессе приема информации - формирования соответствующего сообщения центральному процессору и установления признака соответствующего сбоя и записи его в регистр слова состояния контроллера/адаптера. Оконечное устройство выполнено с возможностью проверки отсутствия ошибок кодирования командного слова, проверки совпадения адреса. При выборе окончательного варианта реализации структуры информационного обмена используется несколько критериев: масса, энергопотребление, помехоустойчивость, информационная эффективность, простота логической организации. Поэтому при построении комбинированных систем, содержащих в качестве основной линии передачи информации проводной линии связи (ПЛС), а в качестве резервной - ВОЛС, основополагающим принципом является сохранение логической организации обмена. Техническим результатом является минимизация энергопотребления и объема аппаратуры всего МКИО в целом, а также сопряжение с мультиплексной шиной, способной принимать и передавать информацию по ПЛС и ВОЛС. 3 з.п. ф-лы, 2 табл., 3 ил.

1. Комбинированная система информационного обмена, включающая в себя центральный процессор и содержащая контроллер/адаптер связи соответствующей подсистемы, связанный одними своими входами и выходами с линией информационного обмена, а другими входами и выходами - с общей шиной вычислителя подсистемы, которая связана с оконечным устройством, и включающий в себя адаптер связи линии информационного обмена с локальной шиной, одними входами и выходами которого образованы первые упомянутые входы и выходы контроллера/адаптера и который другими входами и выходами через локальную шину связан с устройством управления, адаптер связи линии информационного обмена с локальной шиной включает в себя кодер и декодер, средства контроля и обеспечения форматов сообщений, первые входы и выходы адаптера связи линии информационного обмена с локальной шиной снабжены гальванической развязкой, кодер содержит буфер, подключенный к регистру с параллельным вводом и последовательным выводом информации, связанному с шифратором, выполненным с возможностью формирования сигнала в последовательном коде Манчестер II с добавлением синхроимпульса и дополнительного проверочного разряда и через блок блокировки связанным с передатчиком информации, осуществляющим передачу в зависимости от состояния декодера, содержащего синхронизатор, связанный с регистром сдвига с параллельным выводом информации, блок обнаружения ошибки, включенный с возможностью восприятия информации одновременно с записью ее в упомянутый регистр, устройство управления предназначено для обеспечения режима контроллера и выполнено с возможностью проверки длительности паузы между переданным и принятым ответным сообщениями контроллера/адаптера, проверки соответствия режима работы контроллера/адаптера типу принимаемого сообщения в случае поступления последнего в соответствующих временных рамках, выявления ошибок кодирования ответного слова в сообщении, поступившем в ответ на непосредственное обращение к абоненту системы, сохранения - при отсутствии ошибок кодирования - ответного слова в памяти и последующей проверки соответствия адресной части ответного слова адресу абонента, с которым ведется обмен информацией, проверки занятости подсистемы в случае установления указанного соответствия и перевода контроллера/адаптера в следующий сеанс связи, если подсистема не занята, оконечное устройство предназначено для постоянной работы в режиме ожидания приема и приема сообщений и выполнено с возможностью проверки принятого сообщения на наличие командного слова, отличающаяся тем, что устройство управления выполнено с возможностью проверки числа принятых информационных слов - при работе в режиме приема информационных слов и отсутствии ошибок кодирования - и перевода контроллера/адаптера в следующий сеанс связи, если число принятых информационных слов соответствует заданному, а в случае невыполнения какого-либо из указанных условий в процессе приема информации - формирования соответствующего сообщения центральному процессору и установления признака соответствующего сбоя и записи его в регистр слова состояния контроллера/адаптера, оконечное устройство выполнено с возможностью проверки отсутствия ошибок кодирования командного слова, проверки совпадения адреса, содержащегося в командном слове, - при отсутствии признака групповой команды - с адресом оконечного устройства с последующим выполнением команды и формированием ответного слова контроллеру/адаптеру, либо - при обнаружении групповой команды - проверки отсутствия признака блокировки ее приема, соответствия адреса, содержащегося в командном слове, адресу оконечного устройства, принадлежности ее списку выполняемых оконечным устройством команд, а в случае невыполнения какого-либо из этих условий - формирования ответного слова и слова состояния с указанием признака соответствующей ошибки, декодер снабжен блоком исправления одиночной ошибки по адресу обнаруженной ошибки и значению проверочного разряда, связанным с блоком обнаружения ошибки, а контроллер/адаптер снабжен предназначенным для сопряжения адаптером связи локальной шины с общей шиной, одними из входов и выходов связанный с локальной шиной, другими входами и выходами которого образованы вторые упомянутые входы и выходы контроллера/адаптера. 2. Система по п.1, отличающаяся тем, что в качестве линии информационного обмена использована проводная линия связи. 3. Система по п.1, отличающаяся тем, что в качестве линии информационного обмена использована волоконно-оптическая линия связи. 4. Система по любому из пп.1 - 3, отличающаяся тем, что устройство управления включает в себя средства тестового контроля системы.