Depuración de buses serie estándar y específicos del fabricante en sistemas aeroespaciales y de aviónica

Los osciloscopios R&S®RTE y R&S®RTO de Rohde & Schwarz ofrecen herramientas para la depuración de buses serie estándar y personalizados para la industria aeroespacial y el sector de la aviónica.

Su misión

Los buses serie son omnipresentes en la comunicación de datos a bordo de aviones y naves espaciales. A pesar de que muchos de los estándares existen desde hace décadas, no dejan de plantear desafíos, y deben ser verificados para garantizar la seguridad de funcionamiento bajo todo tipo de condiciones. Los problemas de capa física pueden originar mensajes incorrectos para la lectura en el receptor, o una secuencia incorrecta de eventos puede provocar confusión en el receptor.

La seguridad de funcionamiento tiene una importancia especial, particularmente en la aviónica. Para garantizar la seguridad de funcionamiento de los buses de control y comunicación, cada diseño y subsistema debe cumplir determinados criterios que se definen típicamente en un estándar, como MIL-STD-1553.

Además de comprobar si los parámetros eléctricos cumplen el estándar debe verificarse también el rendimiento de comunicación del bus completo. Para ello son esenciales las pruebas de seguridad de funcionamiento durante el desarrollo y posteriormente durante la instalación y el mantenimiento de sistemas de bus.

Con una herramienta que permita realizar una correlación de tiempo de la capa física con los mensajes decodificados efectivamente a lo largo del enlace se adquiere mayor seguridad en el diseño, eliminando la tediosa decodificación manual del bus.

Solución de test y medida

Los osciloscopios R&S®RTE y R&S®RTO ponen a disposición una potente herramienta para depurar buses serie de baja velocidad y convierte así el osciloscopio en un analizador de protocolo capaz de visualizar al mismo tiempo las formas de onda analógicas correlacionadas en el tiempo.

Buses específicos del sector de aviónica y la industria aeroespacial

La complejidad y los requisitos de las redes de datos aeronáuticas (ADN) han aumentado de forma considerable con el paso de los años. Empezando por los sistemas analógicos con conexiones punto a punto, hoy por hoy existen numerosos buses estándar para los sectores de aviónica y aeroespacial. Algunos de estos estándares, como ARINC 429 y MIL-STD-1553, existen desde hace décadas. Otros son relativamente nuevos, como SpaceWire, o también los hay específicos del fabricante. Los osciloscopios R&S®RTE y R&S®RTO ofrecen compatibilidad para todos estos buses.

ARINC 429 y MIL-STD-1553

Estos dos estándares se diseñaron en los años setenta, y siguen utilizándose a gran escala en el sector aeroespacial civil (CAS) y militar (MAS). Mientras que ARINC 429 está concebido para velocidades de transmisión de hasta 100 kbits/s, MIL-STD-1553 admite velocidades más elevadas de hasta 1 Mbit/s. Además de otros parámetros, la diferencia fundamental del MIL-STD-1553 consiste en que dispone de una estructura de comunicación de redundancia dual y bidireccional.

El osciloscopio R&S®RTO permite disparar y decodificar flujos de datos SpaceWire continuos.

SpaceWire

SpaceWire (SpW) es un estándar técnico más reciente que se emplea en naves espaciales, y hace posibles enlaces de alta velocidad y redes con velocidades de transmisión de hasta 200 Mbit/seg y superiores. El estándar se basa en el estándar IEEE 1355-1995, y ha sido adaptado a los requisitos del espacio en términos de solidez, consumo energético y compatibilidad electromagnética. La dificultad a la hora de decodificar un flujo de datos SpW radica en la falta de identificadores de paquetes, que se utilizan habitualmente como disparadores. SpW incluye también una toma de contacto, pero si no se producen errores, la transmisión de datos puede ser una serie de bits sin interrupción y sin patrón alguno.

Rohde & Schwarz ha desarrollado un nuevo algoritmo de sincronización que permite disparar en un flujo de datos SpW continuo. Las condiciones de disparo incluyen tramas de control, patrones de datos, tramas nulas, códigos de tiempo y condiciones de error. Los osciloscopios R&S®RTE y R&S®RTO son los primeros que permiten disparar y decodificar un flujo de datos SpaceWire continuo.

Buses específicos del fabricante

Los buses específicos del fabricante basados en protocolos con codificación Manchester o NRZ son también habituales en los sistemas de buses de comunicación y datos para el ámbito aeroespacial y de la aviónica. Encontrar una solución genérica de disparo y decodificación para estos buses constituía hasta ahora un desafío. Los osciloscopios R&S®RTE y R&S®RTO son la respuesta a este problema, ya que son capaces de disparar y decodificar buses serie con codificación Manchester y NRZ con velocidades de transmisión de hasta 5 Gbit/s.

Resumen

Los osciloscopios digitales R&S®RTE y R&S®RTO son instrumentos potentes y fáciles de manejar, ideales para verificar los parámetros eléctricos de buses serie estándar y específicos del fabricante, así como para monitorizar y depurar sistemas de bus completos. Su capacidad para disparar y decodificar flujos de datos SpaceWire continuos los hace especialmente idóneos para el sector aeroespacial y de aviónica.

Características especiales del R&S®RTE y el R&S®RTO para el disparo y la decodificación serie

  • Alta velocidad de actualización del osciloscopio por encima de un millón de trazas por segundo
  • Rapidez de actualización gracias a la decodificación basada en hardware y específica del protocolo
  • Análisis de precisión gracias a las funciones de disparo basadas en hardware y específicas del protocolo
  • Utilización eficiente de la memoria del osciloscopio con modo de historial y memoria segmentada
  • Memoria de amplísimo alcance con hasta 2 Gmuestras para adquisiciones de datos prolongadas
Decodificación de SpaceWire en el osciloscopio R&S®RTO, donde se muestran los caracteres de control y datos, los códigos de control y mensajes de error de un flujo de datos continuo.

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