Отладка стандартных и фирменных последовательных шин в авиакосмических системах

Семейства осциллографов R&S®RTE и R&S®RTO от компании Rohde & Schwarz — инструмент для детальной отладки специализированных и серийно выпускаемых последовательных шин для авионики и авиакосмической промышленности.

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 тестироваться, 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 тестирования 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 трудоемкоое ручное декодирование.

Контрольно-измерительное решение

Осциллографы R&S®RTE и R&S®RTO обеспечивают высокоэффективный инструмент 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 429 и 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. ARINC 429 предназначен для скоростей передачи данных до 100 кбит/с. MIL-STD-1553 поддерживает более высокие скорости - до 1 Мбит/с. Помимо других параметров MIL-STD-1553 отличается двунаправленной структурой связи с двойным резервированием.

SpaceWire

SpaceWire (SpW) — это наиболее новый технический стандарт, используемый в космических аппаратах. Он определяет быстродействующие каналы связи и сети со скоростями передачи данных до 200 Мбит/с и выше. Этот стандарт основывается на стандарте IEEE 1355-1995 и 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 бит без промежутков.

Компания Rohde & Schwarz разработала новый алгоритм синхронизации, обеспечивающий запуск на 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 для 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 на 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 на непрерывных потоках данных SpaceWire они особенно полезны для аэрокосмической промышленности.

Ключевые особенности R&S®RTE и R&S®RTO, важные для запуска и декодирования на последовательных шинах

  • 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
  • Большой объем памяти до 2 млрд отсчетов для длительного сбора данных
debug-serial-buses-aerospace-avionic-systems_ac_3607-4841-92_03.png