Debug di bus seriali standard e proprietari in sistemi avionici e aerospaziali

Le famiglie di oscilloscopi R&S®RTE e R&S®RTO di Rohde & Schwarz offrono uno strumento approfondito per il debug di bus seriali personalizzati e standard per i settori aerospazio e avionica.

Attività da eseguire

I bus seriali sono ormai presenti ovunque per le comunicazioni dati su aerei e veicoli spaziali. Sebbene molti degli standard siano in applicazione da decenni, essi presentano ancora diverse problematiche e devono essere testati per garantire l'affidabilità in tutte le condizioni. I problemi del physical layer possono causare la lettura di messaggi errati sul ricevitore, oppure una sequenza errata di eventi può confondere il ricevitore.

L'affidabilità riveste particolare importanza, soprattutto nell'avionica. Per assicurare l'affidabilità dei bus di controllo e comunicazione, ciascuna progettazione e ciascun sottosistema deve rispettare alcuni criteri solitamente definiti in uno standard quale, ad esempio, il MIL-STD-1553.

Oltre a testare se i parametri elettrici soddisfino lo standard o meno è necessario verificare le prestazioni di comunicazioni dell'intero sistema di bus. Per questo motivo, i test di affidabilità sono essenziali durante lo sviluppo e, in seguito, durante l'installazione e la manutenzione dei sistemi di bus.

Disporre di uno strumento che consenta di correlare nel tempo il physical layer ai messaggi effettivamente decodificati che passano attraverso il collegamento può infondere maggiore fiducia nella progettazione. Tutto ciò senza il tedioso compito di decodificare manualmente il bus.

Soluzioni strumenti di misura

Gli oscilloscopi R&S®RTE e R&S®RTO offrono uno strumento potente per il debug di bus seriali a bassa velocità trasformando l'oscilloscopio in un analizzatore di protocollo con la capacità di individuare contemporaneamente le forme d'onda analogiche correlate al tempo.

Bus specifici per i settori aerospazio e avionica

La complessità e i requisiti delle reti dati sugli aerei (aircraft data network, ADN) sono aumentati notevolmente nel corso degli anni. Iniziando dai sistemi analogici, connessi da punto a punto, esistono ora numerosi bus standard per i settori aerospazio e avionica. Alcuni, come ARINC 429 e MIL-STD-1553, esistono da decenni. Altri, come SpaceWire, sono relativamente nuovi, e altri ancora sono proprietari. Gli oscilloscopi R&S®RTE e R&S®RTO supportano tutti questi bus.

ARINC 429 e MIL-STD-1553

Entrambi gli standard sono stati definiti negli anni '70 e sono ancora ampiamente utilizzati nel settore aerospaziale civile (CAS) e in quello militare (MAS). Mentre ARINC 429 è definito per velocità dei dati fino a 100 kbit/s, MIL-STD-1553 supporta velocità dei dati superiori fino a 1 Mbit/s. A parte altri parametri, il MIL-STD-1553 differisce in quando dispone di una struttura di comunicazioni bidirezionale e a doppia ridondanza.

SpaceWire

SpaceWire (SpW) è uno standard tecnico più recente, utilizzati sui veicoli spaziali. Fornisce collegamenti e reti ad alta velocità, con velocità dei dati fino a 200 Mbit/s e oltre. Esso si basa sullo standard IEEE 1355-1995 ed è stato adattato ai requisiti dello spazio in termini di robustezza, consumo di energia e CEM. La sfida di decodificare un flusso di dati SpW rappresenta l'identificatore di pacchetto mancante tipicamente utilizzato come attivatore. SpW ha anche un handshake ma, se non si verifica alcun errore, la trasmissione dei dati può configurarsi come una serie di bit senza intervalli e senza schemi.

Rohde & Schwarz ha sviluppato un nuovo algoritmo di sincronizzazione che consente l'attivazione su un flusso di dati continuo SpW. Le condizioni di attivazione comprendono frame di controllo, schemi di dati, frame NULL, codici temporali e condizioni di errore. Gli oscilloscopi R&S®RTE e R&S®RTO sono i primi a supportare l'attivazione e la decodifica di un flusso di dati continuo SpaceWire.

Bus proprietari

I bus di dati basati sui protocolli codificati Manchester o NRZ sono comuni anche per sistemi di bus per dati e comunicazioni in sistemi aerospaziali e avionici. Una soluzione generica di attivazione e decodifica per tali bus è, da sempre, difficile. Gli oscilloscopi R&S®RTE e R&S®RTO affrontano questa sfida in quanto sono in grado di attivare e decodificare i bus seriali codificati Manchester e NRZ con velocità dei dati fino a 5 Gbit/s

Riassunto

I potenti oscilloscopi digitali R&S®RTE e R&S®RTO, facili da utilizzare, sono ideali per la verifica dei parametri elettrici dei bus seriali standard e proprietari e per il monitoraggio di interi sistemi di bus. La loro capacità di attivare e decodificare flussi continui di dati SpaceWire li rende particolarmente adatti per il settore aerospaziale e per quello dell'avionica.

Caratteristiche principali di R&S®RTE e R&S®RTO per l'attivazione e la decodifica seriali

  • Rapidi tassi di aggiornamento dell'oscilloscopio, superiori a 1.000.000 forme d'onda al secondo
  • Rapidi tassi di aggiornamento grazie alla decodifica basata su hardware e specifica del protocollo
  • Analisi accurata grazie alla funzionalità di attivazione basata su hardware, specifica del protocollo
  • Utilizzo efficiente della memoria dell'oscilloscopio con modalità cronologia e memoria segmentata
  • Memoria ultraprofonda con un massimo di 2 GSample per lunghe acquisizioni di dati
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