Отладка стандартных и фирменных последовательных шин в авиакосмических системах

Измерительная задача

Последовательные шины повсеместно используются для передачи данных на воздушных судах и космических аппаратах. Хотя многие из стандартов широко применяются на протяжении десятилетий, они по-прежнему создают проблемы и должны испытываться, чтобы обеспечить надежность в любых условиях. Неполадки на физическом уровне могут привести к считыванию приемником неверных сообщений, либо неправильная последовательность событий может стать причиной сбоя приемника.

Надежность особенно важна, в частности, в авионике. Чтобы обеспечить надежность шин управления и связи, каждая конструкция и подсистема должны соответствовать определенным критериям, которые обычно определяются в стандартах, таких как MIL-STD-1553.

Помимо проведения испытаний электрических параметров на соответствие стандартам должны проверяться характеристики связи для всей системы шин. Поэтому испытания на надежность очень важны на этапе разработки и далее во время монтажа и технического обслуживания систем шин.

Чтобы повысить уверенность в конструкции, требуется инструмент для сопоставления во времени физического уровня с фактическими декодированными сообщениями, передаваемыми через канал связи. Такой инструмент должен исключить трудоемкое ручное декодирование.

Контрольно-измерительное решение

Выпускаемые компанией Rohde & Schwarz^®RTE и R&S^®RTO — это высокоэффективные приборы для отладки низкоскоростных последовательных шин. Они могут превращаться в анализаторы протоколов с возможностью параллельного просмотра коррелированных по времени аналоговых сигналов.

Специальные шины аэрокосмических систем

Сложность и требования к сетям передачи данных воздушного судна (ADN) с годами значительно повысились. От систем с соединениями точка-точка мы теперь пришли к ряду стандартных шин для авионики и авиакосмической промышленности. Некоторые из них, такие как ARINC 429и MIL-STD-1553,широко применяются на протяжении десятилетий. Другие, например, SpaceWire, относительно новые. При этом некоторые из них защищены правом собственности. Осциллографы R&S^®RTE и R&S^®RTO поддерживают все эти шины.

ARINC 429 и MIL-STD-1553

Оба стандарта были предложены в 1970-х годах и по-прежнему широко используются в гражданском (CAS) и военном (MAS) аэрокосмических секторах. Стандарт ARINC 429предназначен для скоростей передачи данных до 100 кбит/с, тогда как MIL-STD-1553 поддерживает более высокие скорости до 1 Мбит/с. Помимо других параметров MIL-STD-1553отличается двунаправленной структурой связи с двойным резервированием.

SpaceWire

SpaceWire (SpW) — это наиболее новый технический стандарт, используемый в космических аппаратах. Он определяет высокоскоростные каналы связи и сети со скоростями передачи данных до 200 Мбит/си выше. Этот стандарт основывается на стандарте IEEE 1355-1995и адаптирован для применения в космосе с учетом требований к надежности, энергопотреблению и ЭМС. Сложность декодирования потока данных SpW заключается в отсутствии идентификатора пакета, который обычно используется для запуска. В SpW также предусмотрено квитирование, но, если отсутствуют ошибки, передаваемые данные могут представлять собой бессистемную последовательность битов без промежутков.

Компания Rohde & Schwarz разработала новый алгоритм синхронизации, обеспечивающий запуск в непрерывном потоке данных SpW. Условия запуска включают управляющие кадры, шаблоны данных, пустые кадры, временные коды и ошибочные состояния. Осциллографы R&S^®RTE и R&S^®RTO — это первые приборы, поддерживающие запуск и декодирование непрерывного потока данных SpaceWire.

Фирменные шины

Фирменные шины, основанные на протоколах манчестерского кодирования или кодирования без возврата к нулю (NRZ), также широко применяются в аэрокосмических системах для систем шин передачи данных и связи. Поиск общего решения для запуска и декодирования на таких шинах традиционно вызывал затруднения. Осциллографы R&S^®RTE и R&S^®RTO решают эту проблему и обеспечивают запуск и декодирование в последовательных шинах с манчестерским и NRZ-кодированием при скоростях передачи данных до 5 Гбит/с

Заключение

Высокоэффективные и удобные в использовании цифровые осциллографы R&S^®RTE и R&S^®RTO идеально подходят для проверки электрических параметров стандартных и фирменных последовательных шин, а также для мониторинга и отладки всей системы шины. Благодаря запуску и декодированию непрерывных потоков данных SpaceWire они особенно полезны для аэрокосмической промышленности.

R&S^®RTE и R&S^®RTO — основные характеристики , важные для запуска и декодирования последовательных шин

• Высокие скорости обновления осциллографа, превышающие один миллион осциллограмм в секунду
• Высокие скорости обновления благодаря аппаратному декодированию для конкретных протоколов
• Точный анализ благодаря аппаратным средствам запуска для конкретных протоколов
• Эффективное использование памяти осциллографа с режимом архива и сегментированной памятью
• Очень глубокая память до 2 млрд отсчетовдля длительного сбора данных