RU191274U1 - Бортовой вычислитель - Google Patents

Abstract

Полезная модель относится к вычислительной технике и может быть использована для цифровой обработки данных в бортовых комплексах летательных аппаратов.В результате создания предлагаемой полезной модели решается техническая проблема, состоящая в расширении арсенала бортовых вычислителей с расширенными возможностями обработки данных по разным внешним интерфейсам. Технический результат состоит в реализации этого назначения.Сущность предлагаемой полезной модели заключается в том, что в бортовом вычислителе, содержащем подключенную к системной интерфейсной магистрали микроЭВМ, адаптеры каналов информационного обмена и адаптер устройства разовых команд выполнены в виде устройства внешнего интерфейса, подключенного к системной шине бортового вычислителя и к локальной шине устройства внешнего интерфейса через дополнительно введенный приемопередатчик, устройство внешнего интерфейса содержит контроллер локальной шины устройства внешнего интерфейса, контроллеры протоколов для каналов информационного обмена, контроллер протокола для устройства разовых команд, устройства сопряжения для подключения к внешнему оборудованию по каналам информационного обмена и устройство сопряжения для подключения к внешнему оборудованию по каналу разовых команд, при этом контроллеры протоколов для каналов информационного обмена соединены с соответствующими устройствами сопряжения для подключения к внешнему оборудованию по каналам информационного обмена, контроллер протокола для устройства разовых команд соединен с устройством сопряжения для подключения к внешнему оборудованию по каналу разовых команд, управляющие выходы контроллера локальной шины соединены с управляющими входами контроллеров протоколов для каналов информационного обмена, контроллера протокола для устройства разовых команд и приемопередатчика.

Description

Полезная модель относится к вычислительной технике и может быть использована для цифровой обработки данных в бортовых комплексах летательных аппаратов.

В настоящее время для эффективного использования объектов управления от бортового вычислителя требуется большое количество вычислений и реализации сложных алгоритмов. Для реализации этих целей требуется применение мощных вычислительных средств с широкими функциональными возможностями.

Известна вычислительная система [1], содержащая несколько микроЭВМ с индивидуальными устройствами памяти и несколько общих устройств памяти, каждое из которых связано с двумя микроЭВМ. При работе с индивидуальной памятью микроЭВМ могут выполнять программы независимо друг от друга. Для обмена информацией между микроЭВМ используются общие запоминающие устройства.

Известна микропроцессорная вычислительная система [2], состоящая из нескольких автономных микропроцессоров, соединенных посредством системной шины с общей внешней памятью. Обмен информацией между микропроцессорами осуществляется через общую память. Доступ автономных микропроцессоров к общей памяти обеспечивается распределителем системной шины. Такая организация системы предпочтительнее предыдущей, так как все микропроцессоры имеют одинаковые возможности при использовании общей памяти.

Известна микропроцессорная вычислительная система [3], которая содержит микропроцессоры, соединенные двухсторонними связями через устройство сопряжения с устройством памяти, и устройство распределения ресурсов, выполняющее функции системного диспетчера.

Известна микропроцессорная система [4], содержащая микропроцессорные модули, внешнее оперативное запоминающее устройство, устройство связи с памятью, блок коммутации и генератор импульсов, при этом информационный вход-выход, адресный и управляющие входы запоминающего устройства связаны соответственно с информационным входом-выходом, адресным и первыми управляющими входами каждого микропроцессорного блока, а также с информационным входом, адресным и первыми управляющими выходами устройства связи с памятью. Синхронизация работы элементов системы осуществляется по сигналам с генератора тактовых импульсов. В данной системе отсутствует тестовый контроль и контроль правильности функционирования входящих в ее состав.

Известны другие специализированные управляющие вычислительные системы и системы управления и обработки данных (см., например, полезные модели [5, 6, 7]).

Известна также управляющая вычислительная система [8]. Эта вычислительная система содержит, по меньшей мере, пять микроЭВМ, каждая из которых содержит микропроцессор, оперативное запоминающее устройство, постоянное запоминающее устройство, связанные между собой внутренней магистралью микроЭВМ, генератор тактовых импульсов, выход которого подключен к тактовому входу микропроцессора, узел обработки программных прерываний, входы которого являются многоканальным входом программных микроЭВМ, а выход подключен к управляющему входу микропроцессора. Система содержит системную интерфейсную магистраль, к которой подключены микроЭВМ. В состав системы входит также блок документирования (накопитель информации), выполненный, например, на магнитных накопителях.

Недостатками системы [8] являются недостаточно широкие функциональные возможности из-за узкой специализации и невысокая надежность функционирования в случае прекращения подачи напряжения питания, в том числе кратковременного.

Известен также бортовой вычислитель [9], являющийся по технической сущности наиболее близким по технической сущности к предлагаемому устройству и принятый за прототип.

Бортовой вычислитель-прототип, содержит подключенную к системной интерфейсной магистрали микроэлектронную вычислительную машину (микроЭВМ), включающую процессор, постоянное запоминающее устройство микроЭВМ, оперативное запоминающее устройство микроЭВМ, энергонезависимое запоминающее устройство микроЭВМ, связанные между собой внутренней магистралью микроЭВМ, адаптеры каналов информационного обмена, входы-выходы которых являются входами-выходами каналов информационного обмена бортового вычислителя, устройство разовых команд, входы и выходы которого являются соответственно входами и выходами разовых команд бортового вычислителя, при этом микроЭВМ содержит входы конфигурации и вход-выход последовательного интерфейса, которые являются соответственно входами конфигурации и входом-выходом последовательного интерфейса бортового вычислителя, постоянное запоминающее устройство выполнено в виде перепрограммируемого запоминающего устройства микроЭВМ, реализованного на основе элементов с электрическим стиранием и программированием, а источник электропитания бортового вычислителя имеет выход перезапуска вычислителя, который соединен с входом сброса процессора микроЭВМ.

В бортовом вычислителе-прототипе источник электропитания снабжен по своему входу элементом развязки, входы которого являются входами бортового вычислителя для подключения к разным бортовым сетям электропитания. При этом элемент развязки содержит диоды элемента развязки, аноды которых являются входами элемента развязки, а их катоды соединены между собой и образуют выход элемента развязки.

В бортовом вычислителе-прототипе микроЭВМ может иметь вход-выход последовательного канала, выполненного в соответствии со стандартом USB.

В бортовом вычислителе-прототипе микроЭВМ может иметь вход-выход локальной сети, выполненный в соответствии со стандартом сети Ethernet.

Недостатком бортового вычислителя-прототипа является ограниченные возможности обработки данных по разным внешним интерфейсам.

Задача, решаемая предлагаемой полезной моделью состоящая в расширении арсенала бортовых вычислителей с расширенными возможностями обработки данных по разным внешним интерфейсам. Технический результат состоит в реализации этого назначения.

Задачей, решаемой полезной моделью, является создание бортового вычислителя с расширенными возможностями обработки данных.

Сущность предлагаемой полезной модели заключается в том, что в бортовом вычислителе, содержащем подключенную к системной интерфейсной магистрали микроЭВМ, включающую процессор, постоянное запоминающее устройство микроЭВМ, оперативное запоминающее устройство микроЭВМ, энергонезависимое запоминающее устройство микроЭВМ, связанные между собой внутренней магистралью микроЭВМ, адаптеры каналов информационного обмена, входы-выходы которых являются входами-выходами каналов информационного обмена бортового вычислителя, устройство разовых команд, входы и выходы которого являются соответственно входами и выходами разовых команд бортового вычислителя, при этом микроЭВМ содержит входы конфигурации и вход-выход последовательного интерфейса, которые являются соответственно входами конфигурации и входом-выходом последовательного интерфейса бортового вычислителя, а источник электропитания бортового вычислителя имеет выход перезапуска вычислителя, который соединен с входом сброса процессора микроЭВМ, адаптеры каналов информационного обмена и адаптер устройства разовых команд выполнены в виде устройства внешнего интерфейса, подключенного к системной шине бортового вычислителя и к локальной шине устройства внешнего интерфейса через дополнительно введенный приемопередатчик, устройство внешнего интерфейса содержит контроллер локальной шины устройства внешнего интерфейса, контроллеры протоколов для каналов информационного обмена, контроллер протокола для устройства разовых команд, устройства сопряжения для подключения к внешнему оборудованию по каналам информационного обмена и устройство сопряжения для подключения к внешнему оборудованию по каналу разовых команд, при этом контроллеры протоколов для каналов информационного обмена соединены с соответствующими устройствами сопряжения для подключения к внешнему оборудованию по каналам информационного обмена, входы-выходы которых являются входами-выходами каналов информационного обмена бортового вычислителя, контроллер протокола для устройства разовых команд соединен с устройством сопряжения для подключения к внешнему оборудованию по каналу разовых команд, входы и выходы которого являются соответственно входами и выходами разовых команд бортового вычислителя, управляющие выходы контроллера локальной шины соединены с управляющими входами контроллеров протоколов для каналов информационного обмена, контроллера протокола для устройства разовых команд и приемопередатчика, информационные входы-выходы контроллера локальной шины и информационные входы-выходы контроллеров протоколов для каналов информационного обмена, контроллера протокола для устройства разовых команд и приемопередатчика связаны между собой с помощью локальной шины.

Устройство внешнего интерфейса в предлагаемом бортовом вычислителе может быть выполнено с использованием программируемой логической интегрально схемы (ПЛИС). В этом случае устройство внешнего интерфейса содержит микросхему загрузочного ПЗУ, подключенную к входам загрузки ПЛИС и содержащую код загрузки ПЗУ, реализующий в ПЛИС функции контроллера локальной шины, контроллеров протоколов для каналов информационного обмена и контроллера протокола для устройства разовых команд при подаче напряжения питания.

Сущность полезной модели поясняется чертежами, на которых изображены:

на фиг. 1 - функциональная схема бортового вычислителя;

на фиг. 2 - функциональная схема устройства внешнего интерфейса с использованием ПЛИС;

на фиг. 3 - схема источника электропитания.

На фиг. 1 и фиг. 2 обозначены:

1 - системная шина;

2 - микроЭВМ;

3 - процессор;

4 - постоянное запоминающее устройство микроЭВМ;

5 - оперативное запоминающее устройство микроЭВМ;

6 - внутренняя магистраль микроЭВМ;

7, 8 - линии передачи данных каналов информационного обмена;

9 - источник электропитания;

10, 11 - диоды элемента развязки;

12 - энергонезависимое запоминающее устройство микроЭВМ;

13 - линия передачи данных устройства разовых команд;

14 - вход-выход интерфейса USB;

15 - вход-выход локальной сети;

16 - вход-выход последовательного интерфейса;

17 - стабилизатор напряжения;

18 - первый диод;

19, 20, 21 и 22 - первый, второй, третий и четвертый резисторы, соответственно;

23 - второй диод;

24 - пятый резистор;

25 - шестой резистор;

26 - первый конденсатор;

27 - второй конденсатор;

28 - первый компаратор;

29 - второй компаратор;

30 - седьмой резистор;

31 - формирователь выходного сигнала;

32 - первый триггер Шмитта;

33 - второй триггер Шмитта;

34 - выход перезапуска бортового вычислителя;

35 - входы разовых команд;

36 - выходы разовых команд;

37, 38 - входы-выходы каналов информационного обмена;

39 - входы конфигурации;

40 - устройство внешнего интерфейса;

41 - приемопередатчик;

42 - локальная шина устройства внешнего интерфейса 40;

43, 44 - контроллеры протоколов для каналов информационного обмена; 45 - контроллер протокола для устройства разовых команд; 46, 47 - устройства сопряжения для подключения к внешнему оборудованию по каналам информационного обмена;

48 - устройство сопряжения для подключения к внешнему оборудованию по каналу разовых команд;

49 - контроллер локальной шины;

50 - вход-выход контроллера 49 локальной шины 42;

51 - программируемая логическая интегральная микросхема (ПЛИС) устройства 40 внешнего интерфейса;

52 - микросхема загрузочного ПЗУ устройства 40 внешнего интерфейса.

Предлагаемый бортовой вычислитель содержит устройство 40 внешнего интерфейса, микроЭВМ 2 и источник 9 электропитания (см. фиг. 1).

В предлагаемом бортовом вычислителе адаптеры каналов информационного обмена и адаптер устройства разовых команд выполнены в виде устройства 40 внешнего интерфейса, подключенного к системной шине 1 бортового вычислителя 2 и к локальной шине 42 устройства 40 внешнего интерфейса через дополнительно введенный приемопередатчик 41. Шина 1 выполнена в виде шины ISA или CompactPCI.

Устройство 40 внешнего интерфейса содержит контроллеры 43, 44 протоколов для каналов информационного обмена, контроллер 45 протокола для устройства разовых команд, устройства 46, 47 сопряжения для подключения к внешнему оборудованию по каналам информационного обмена и устройство 48 сопряжения для подключения к внешнему оборудованию по каналу разовых команд, контроллер локальной шины 42 и приемопередатчик 41 (см. фиг. 1).

Контроллеры 43, 44 протоколов для каналов информационного обмена соединены с соответствующими устройствами 46, 47 сопряжения для подключения к внешнему оборудованию по каналам информационного обмена. Входы-выходы 37, 38 устройств 46, 47 сопряжения являются входами-выходами каналов информационного обмена бортового вычислителя.

Контроллер 45 протокола для устройства разовых команд соединен с устройством 48 сопряжения для подключения к внешнему оборудованию по каналу разовых команд. Входы и выходы 35 и 36 устройства 48 являются соответственно входами и выходами разовых команд бортового вычислителя.

Управляющие выходы контроллера 49 соединены с управляющими входами контроллеров 43, 44, 45 и приемопередатчика 41.

Информационные входы-выходы контроллера 49 и информационные входы-выходы контроллеров 43, 44, 45 и приемопередатчика 41 связаны между собой с помощью локальной шины 42.

Устройство 46 сопряжения и подключенный к устройству 46 контроллер

43 и устройство 47 сопряжения и подключенный к устройству 47 контроллер

44 образуют линии 8 и 7 передачи данных каналов информационного обмена.

Входы-выходы 37, 38 каналов информационного обмена предназначены для подключения к бортовому вычислителю объектов управления. При этом линии 8 и 7 передачи данных каналов информационного обмена могут обеспечивать информационный обмен бортового вычислителя с объектами управления, источниками и потребителями информации, а также с другими вычислителями. Например, линия 8 передачи данных канала информационного обмена может обеспечивать обмен информацией биполярным кодом в соответствии с ARINC-429 и ГОСТ 18977-79, а линия 7 - обеспечивать обмен информацией по мультиплексному каналу, например в соответствии с MIL 1553 В. Возможен вариант предлагаемого бортового вычислителя, в котором имеется большее количество линий передачи данных, аналогичных линиям 8 и 7.

Бортовой вычислитель содержит также устройство 48 сопряжения для подключения к внешнему оборудованию по каналу разовых команд и подключенный к устройству 48 контроллер 45 протокола для устройства разовых команд образуют линию 13 передачи данных устройства разовых команд. Устройство разовых команд (устройство дискретного ввода-вывода) обеспечивает возможность обмена информацией по каналам разовых команд (дискретным каналам).

Устройство 40 внешнего интерфейса может быть выполнено с использованием ПЛИС 51 (см. фиг. 2). В этом случае устройство 40 внешнего интерфейса содержит ПЛИС 51, а также микросхему 52 загрузочного ПЗУ. При таком исполнении устройство 40 микросхема 52 загрузочного ПЗУ подключена к входам загрузки ПЛИС 51 и содержит код (программу) загрузки, реализующий в ПЛИС 51 функции контроллера 49, контроллеров 43, 44 протоколов для каналов информационного обмена и контроллера 45 протокола для устройства разовых команд. При выполнении устройства 40 внешнего интерфейса с использованием ПЛИС 51 (см. фиг. 2) выход микросхемы 52 загрузочного ПЗУ подключен к входам контроллеров 43, 44, 45 и входу контроллера 49.

МикроЭВМ (см. фиг. 1) включает процессор 3, постоянное запоминающее устройство 4 микроЭВМ и оперативное запоминающее устройство 5 микроЭВМ, связанные между собой внутренней магистралью 6 микроЭВМ. МикроЭВМ 2 содержит также энергонезависимое запоминающее устройство 12 микроЭВМ 2, подключенное к внутренней магистрали 6 микроЭВМ. МикроЭВМ 2 содержит также входы 39 конфигурации и вход-выход 16 последовательного интерфейса, которые являются соответственно входами конфигурации и входом-выходом последовательного интерфейса бортового вычислителя.

Постоянное запоминающее устройство 4 микроЭВМ выполнено в виде перепрограммируемого запоминающего устройства микроЭВМ, реализованного на основе элементов с электрическим стиранием и программированием, а источник 9 электропитания бортового вычислителя имеет выход перезапуска вычислителя, соединенный с входом сброса процессора 3.

В качестве последовательного интерфейса 6 бортового вычислителя может использоваться последовательный порт RS-232, то есть вход-выход 16 последовательного интерфейса является входом-выходом интерфейса RS-232.

В предлагаемом бортовом вычислителе микроЭВМ 2 может иметь вход-выход последовательного канала, выполненного в соответствии со стандартом USB, который является входом-выходом 14 интерфейса USB бортового вычислителя.

В предлагаемом бортовом вычислителе микроЭВМ 2 может иметь вход-выход локальной сети, выполненный в соответствии со стандартом сети Ethernet (IEEE 802.3 10/100BASE-TX), который является входом-выходом 15 локальной сети бортового вычислителя.

Вход-выход 16 последовательного интерфейса, вход-выход 14 интерфейса USB и вход-выход 15 локальной сети могут использоваться в качестве технологических портов программирования бортового вычислителя, а также для соединения вычислителя с другими вычислителями, вычислительными комплексами и устройствами.

Входы 39 конфигурации, вход-выход 16 последовательного интерфейса, вход-выход 14 интерфейса USB и вход-выход 15 локальной сети обеспечивают возможность изменения конфигурации и перепрограммирования без демонтажа бортового вычислителя.

Источник 9 электропитания (фиг. 3) содержит стабилизатор 17 напряжения, который вырабатывает напряжения, необходимые для питания микроЭВМ 2 и других блоков и устройств бортового вычислителя, например, ±5 В, ±12 В, ±15 В. Стабилизатор 17 напряжения может быть выполнен по любым известным схемам. Источник 9 электропитания содержит также включенные между первым и вторым выходными выводами стабилизатора 17 напряжения последовательно соединенные первый диод 18, включенный в прямом направлении, первый, второй и третий резисторы 19, 20 и 21, включенные между первым и вторым выходными выводами стабилизатора 17 напряжения, последовательно соединенные четвертый резистор 22, второй диод 23, включенный в прямом направлении, пятый и шестой резисторы 24 и 25, а также первый и второй конденсаторы 26 и 27, первый и второй компараторы 28 и 29, седьмой резистор 30 и формирователь 31 выходного сигнала.

Первый конденсатор 26 включен между точкой соединения первого и второго резисторов 19 и 20 и вторым выходным выводом стабилизатора 17 напряжения. Второй конденсатор 27 включен между точкой соединения второго диода 23 и пятого резистора 24 и вторым выходным выводом стабилизатора 17 напряжения. Вход первого компаратора 28 подключен к точке соединения второго и третьего резисторов 20 и 21. Выход первого компаратора 28 подключен к точке соединения четвертого резистора 22 и второго диода 23. Вход второго компаратора 29 подключен к точке соединения пятого и шестого резисторов 24 и 25. Седьмой резистор 30 включен между первым выходным выводом стабилизатора 17 напряжения и выходом второго компаратора 29. Выход второго компаратора 29 подключен к входу формирователя 31 выходного сигнала, выход которого является выходом 34 перезапуска бортового вычислителя.

Формирователь 31 выходного сигнала может быть выполнен по различным схемам. В частности, формирователь 31 образован первым и вторым триггерами 32 и 33 Шмитта.

Источник 9 электропитания бортового вычислителя имеет выход 34 перезапуска вычислителя 2, который соединен с входом сброса процессора 3.

Источник 9 электропитания имеет входы для подключения к разным бортовым сетям электропитания (фиг. 1). Подключение к бортовым сетям электропитания обеспечивают диоды 10, 11, которые образуют элемент развязки. Аноды диодов 10, 11 являются входами элемента развязки, а их катоды соединены между собой и образуют выход элемента развязки. Количество диодов в элементе развязки определяется числом разных бортовых сетей электропитания +27 В(I) и +27 В(II), к которым может быть подключен бортовой вычислитель. В простейшем случае количество таких диодов выбирают равным двум, как показано на фиг. 1.

В общем случае источник 9 электропитания может быть выполнен и по другим схемам.

Построение примененных в предлагаемом бортовом вычислителе и неописанных функциональных блоков хорошо известно.

Предлагаемый бортовой вычислитель выполнен в виде единого функционально и конструктивно законченного устройства.

Бортовой вычислитель работает следующим образом.

При подаче на бортовой вычислитель электропитания +27 В (I) и +27 В (II) на выходе элемента развязки появляется напряжение, которое включает источник 9 электропитания.

После включения источника 9 электропитания начинается автоматическая самоинициализация микроЭВМ 2. Процессор 3 начинает выполнение рабочей программы. Выбор рабочей программы осуществляется в зависимости от сигналов, поданных на входы 39 конфигурации. В соответствии с этой программой бортовой вычислитель осуществляет прием данных от объектов управления, источников и потребителей информации (датчиков, исполнительных механизмов и т.п.), поступающих по каналам информационного обмена через входы-выходы 37, 38 каналов информационного обмена соответствующие адаптеры 7, 8, подключенные к этим каналам, обработку этих данных и выдачу результатов (управляющих команд и данных).

В случае, когда на входы 39 конфигурации поданы сигналы, соответствующие технологическому режиму, осуществляется обмен данными по последовательному интерфейсу, локальной сети, интерфейсу USB. При этом осуществляется загрузка программ в микроЭВМ 2 и передача собранных в процессе работы бортового вычислителя данных во внешние вычислительных устройства (подключенные к входу-выходу 16 последовательного интерфейса, входу-выходу 14 интерфейса USB и входу-выходу 15 локальной сети).

В случае отключения напряжений питания +27 В(I) или +27 В(II) напряжение на выходе элемента 9 развязки не исчезает, обеспечивая непрерывное функционирование бортового вычислителя даже при отсутствии одного из напряжений.

В случае одновременного отключения напряжений питания +27 В(I) или +27 В(II) вся необходимая информация благодаря энергонезависимому запоминающему устройству 12 сохраняется и может быть использована для дальнейшей работы.

Источник 9 электропитания бортового вычислителя работает следующим образом.

При включении источника 9 электропитания на первом и втором выходных выводах стабилизатора 17 напряжения появляется рабочее напряжение. При первом включении питания первый и второй конденсаторы 26 и 27 разряжены. Первый конденсатор 26 начинает заряжаться через первый резистор 19, а второй конденсатор 27 - через четвертый резистор 22. Причем постоянная времени цепи, состоящей из первого конденсатора 26 и первого резистора 19 (примерно 1 с) намного больше постоянной времени цепи, состоящей из второго конденсатора 27 и четвертого резистора 22 (1 мс). То есть второй конденсатор 27 зарядится намного раньше, чем первый конденсатор 26.

Напряжение со второго конденсатора 27 через делитель, образованный пятым и шестым резисторами 24 и 25, поступает на инвертирующий вход второго компаратора 29. Пока напряжение на входе второго компаратора 29 не превышает внутреннего опорного напряжения, выходной транзистор второго компаратора 29 закрыт, и на вход формирователя 31 выходного сигнала через седьмой резистор 30 подается сигнал с первого выходного вывода стабилизатора 17 напряжения, то есть на вход формирователя 31 выходного сигнала подается сигнал логической единицы. При этом на выходе формирователя 31 выходного сигнала также присутствует сигнал логической единицы.

В момент времени, когда второй конденсатор 27 зарядится до такого напряжения, при котором напряжение на выходе делителя, образованного пятым и шестым резисторами 24 и 25, а следовательно, на входе второго компаратора 29, достигнет уровня, превышающего внутреннее опорное напряжение второго компаратора 29, выходной транзистор второго компаратора 29 открывается и шунтирует выход второго компаратора 29. Таким образом, на вход формирователя 31 выходного сигнала подается сигнал логического нуля, а на его выходе формируется сигнал логического нуля необходимого уровня напряжения и мощности. При этом происходит сброс подключенного к источнику 8 электропитания бортового вычислителя.

Напряжение с первого конденсатора 26 через делитель, образованный вторым и третьим резисторами 20 и 21 поступает на инвертирующий вход первого компаратора 28. Пока напряжение на входе первого компаратора 28 не превышает внутреннего опорного напряжения, выходной транзистор первого компаратора 28 закрыт.Когда первый конденсатор 26 зарядится до такого напряжения (примерно через 1 с после включения), при котором напряжение на выходе делителя, образованного вторым и третьим резисторами 20 и 21, а, следовательно, на входе первого компаратора 28, достигнет уровня, превышающего внутреннее опорное напряжение первого компаратора 28, выходной транзистор первого компаратора 28 открывается и шунтирует цепь заряда второго конденсатора 27.

При этом второй конденсатор 27 начинает разряжаться через цепь, образованную пятым и шестым резисторами 24 и 25, а второй диод 23 препятствует быстрому разряду второго конденсатора 27 через открытый выходной транзистор первого компаратора 28. В момент времени, когда второй конденсатор 27 разрядится до напряжения (примерно через 2 с), при котором напряжение на выходе делителя, образованного пятым и шестым резисторами 24 и 25, а следовательно, на входе второго компаратора 29 станет ниже напряжения внутреннего опорного напряжения второго компаратора 29, выходной транзистор второго компаратора 29 закрывается и на вход формирователя 31 выходного сигнала подается сигнал логической единицы. При этом на выходе формирователя 31 выходного сигнала также присутствует сигнал логической единицы.

В установившемся режиме первый конденсатор 26 полностью заряжен до уровня напряжения, близкого к уровню напряжения на выходных выводах стабилизатора 17 напряжения, а второй конденсатор 27 полностью разряжен.

При перерыве питания первый конденсатор 26 начинает разряжаться через цепь, образованную вторым и третьим резисторами 20 и 21. При этом диод 18 препятствует разряду конденсатора 26 через резистор 26 и низкоомную цепь нагрузки.

Если время перерыва питания не превышает времени разряда первого конденсатора 26 до напряжения, при котором напряжение на выходе делителя, образованного вторым и третьим резисторами 20 и 21, а, следовательно, на входе первого компаратора 28, станет меньше внутреннего опорного напряжения первого компаратора 28 (не превышает 26-20 с), то выходной транзистор первого компаратора 28 остается открытым, что не позволяет заряжаться второму конденсатору 27 при появлении питания.

Таким образом, после короткого перерыва питания, когда первый конденсатор 26 не успевает разрядиться, второй конденсатор 27 остается разряженным, и при появлении напряжения питания на выходе схемы контроля сразу устанавливается сигнал логической единицы.

При длительном перерыве питания (больше 20 с), первый конденсатор 26 успевает разрядиться до напряжения, при котором напряжение на выходе делителя, образованного вторым и третьим резисторами 20 и 21, а, следовательно, на входе первого компаратора 28, станет меньше внутреннего опорного напряжения первого компаратора 28. При этом закрывается выходной транзистор первого компаратора 28. Поэтому при появлении напряжения питания все повторяется как при первом включении, второй конденсатор 27 успевает зарядиться, а на выходе 34 перезапуска бортового вычислителя формируется импульс сигнала логического нуля длительностью не менее 2 с, который обеспечивает сброс бортового вычислителя.

При подаче напряжений питания от источника 9 на микроЭВМ 2 и устройства 40 внешнего интерфейса бортовой вычислитель начинает функционировать в рабочем режиме.

При этом линии 7, 8 передачи данных каналов информационного обмена и линия 13 передачи данных устройства разовых команд с помощью приемопередатчика 41 и контроллера 49 обеспечивают обмен информацией по основному и резервному каналам информационного обмена в соответствии с ARINC-429, ГОСТ 18977-79 или ГОСТ 26765.52-87. Взаимодействие линий 7, 8 передачи данных и линии 13 передачи данных устройства разовых команд с микроЭВМ 2 осуществляется посредством системной интерфейсной магистрали 1 и приемопередатчика 41, управляемых контроллером 49. При исполнении устройства 40 с ПЛИС 51 микросхема 52 загрузочного ПЗУ формирует код загрузки, реализующий в ПЛИС 51 функции контроллера обмена по системной шине 1, контроллеров 43, 44 протоколов для каналов информационного обмена и контроллера 45 протокола для устройства разовых команд.

Устройство 40 внешнего интерфейса, выполненное по предлагаемой схеме, дополнительно обеспечивает обмен данными между адаптерами по локальной шине 42 посредством контроллера 49.

Таким образом, в результате создания предлагаемой полезной модели решается техническая проблема, состоящая в расширении арсенала бортовых вычислителей с расширенными возможностями обработки данных по разным внешним интерфейсам. Технический результат состоит в реализации этого назначения. Кроме этого выполнение устройства 40 внешнего интерфейса с контроллерами, 43, 44, 45 и 49 позволяет ускорить обработку информации.

.Представленные чертежи и описание системы позволяют, используя существующую элементную базу, изготовить ее промышленным способом и использовать для сбора информации и последующей ее обработки для выработки сигналов управления бортовым радиоэлектронным оборудованием летательных аппаратов, что характеризует предлагаемую полезную модель как промышленно применимую.

Источники информации.

1. Патент США №4065809, МПК G06F 15/16, 1977 г.

2. Патент США №3959775, МПК G06F 15/16, 1976 г.

3. Авторское свидетельство СССР №742943, МПК G06F 15/16, 1980 г.

4. Авторское свидетельство, МПК G06F 15/16, 1982 г.

5. Свидетельство РФ №4394 на ПМ, МПК G06F 15/16, 1997 г.

6. Свидетельство РФ №4395 на ПМ, МПК G06F 15/16, 1997 г.

7. Свидетельство РФ №9321 на ПМ, МПК G06F 15/16, 1999 г.

8. Свидетельство РФ №6923 на ПМ, МПК G06F 15/16, 1998 г.

9. Патент РФ №51250 на ПМ, МПК G06F 15/16, 2006, (прототип).

Claims (2)

1. Бортовой вычислитель, содержащий подключенную к системной интерфейсной магистрали микроЭВМ, включающую процессор, постоянное запоминающее устройство микроЭВМ, оперативное запоминающее устройство микроЭВМ, энергонезависимое постоянное запоминающее устройство (ПЗУ) микроЭВМ, связанные между собой внутренней магистралью микроЭВМ, адаптеры каналов информационного обмена, входы-выходы которых являются входами-выходами каналов информационного обмена бортового вычислителя, устройство разовых команд, входы и выходы которого являются соответственно входами и выходами разовых команд бортового вычислителя, при этом микроЭВМ содержит входы конфигурации и вход-выход последовательного интерфейса, которые являются соответственно входами конфигурации и входом-выходом последовательного интерфейса бортового вычислителя, отличающийся тем, что адаптеры каналов информационного обмена и адаптер устройства разовых команд выполнены в виде устройства внешнего интерфейса, подключенного к системной шине бортового вычислителя и к локальной шине устройства внешнего интерфейса через дополнительно введенный приемопередатчик, устройство внешнего интерфейса содержит контроллер локальной шины, контроллеры протоколов для каналов информационного обмена, контроллер протокола для устройства разовых команд, устройства сопряжения для подключения к внешнему оборудованию по каналам информационного обмена и устройство сопряжения для подключения к внешнему оборудованию по каналу разовых команд, при этом контроллеры протоколов для каналов информационного обмена соединены с соответствующими устройствами сопряжения для подключения к внешнему оборудованию по каналам информационного обмена, входы-выходы которых являются входами-выходами каналов информационного обмена бортового вычислителя, контроллер протокола для устройства разовых команд соединен с устройством сопряжения для подключения к внешнему оборудованию по каналу разовых команд, входы и выходы которого являются соответственно входами и выходами разовых команд бортового вычислителя, управляющие выходы контроллера локальной шины соединены с управляющими входами контроллеров протоколов для каналов информационного обмена, контроллера протокола для устройства разовых команд и приемопередатчика, информационные входы-выходы контроллера локальной шины и информационные входы-выходы контроллеров протоколов для каналов информационного обмена, контроллера протокола для устройства разовых команд и приемопередатчика связаны между собой с помощью локальной шины.

2. Бортовой вычислитель по п. 1, отличающийся тем, что устройство внешнего интерфейса содержит программируемую логическую интегральную схему (ПЛИС), а также микросхему загрузочного ПЗУ, подключенную к входам загрузки ПЛИС и содержащую код загрузки ПЗУ, реализующий в ПЛИС функции контроллера локальной шины, контроллеров протоколов для каналов информационного обмена и контроллера протокола для устройства разовых команд при подаче напряжения питания.

Images