Kompleks za procesiranje podataka.uključuje sledeće ključne segmente:

-          Pet GPC-a (general purpose computer) ugrađenih u povezani paralelno-digitalni sistem za proračunavanje

-          Programi kombinovani u individualnom memorijskom učitavanju koji obezbeđuju sve neophodne podsisteme letelice i servise misija

-          Složene prenose podataka sa standardnim interfejsima podsistema

-          Distribuciju I/O (ulaza/izlaza) kroz udaljeno postavljene složene/nesložene (MDM - multiplexer/demultiplexer) jedinice

-          Multifunkcijske CRT monitore/tastature

-          Veliki broj programa smeštenih u dve odvojene memorijske jedinice

Konfiguracija kompjutera

Pet GPC-a su identične IBM AP-101B mašinama. Svaki GPC je zapakovan u dve kutije; jedna sadrži centralnu procesorsku jedinicu (CPU) i delove memorije (80k 32-bit-ne reči), druga sadrži ulazno/izlazni procesor (IOP) i ostatak memorije (24k 32-bit-ne reči). Trenutno se primenjuje nadogradnja GPC-a koja nosi oznaku AP-101S. Ovaj dodatak omogućuje  kombinaciju CPU-a i IOP-a u jedno pakovanje i povećava memoriju na 256k. Svi GPC-i su povezani i opremljeni razdvojeno sa serijskim i digitalnim I/O mogućnostima. Razdvojenost se koristi za kompjutersko poboljšanje, kontrolu, sinhronizaciju, identifikaciju stanice i povezano nadgledanje. Dvadeset-četvoro serijski digitalni port omogućuje vezu sa ostalim avioničkim sistemom. Svaki port poseduje magistralni kontrolni element (bus control element  - BCE), koji je pod software-skom kontrolom i koji se može pojedinačno aktivirati da prima ili šalje podatke digitalnoj magistrali. Konfiguracija za odašiljanje/primanje na portovima na svakoj mašini je automatski postavljena, zasnovana na rezidentnom software-u, koji koristi odvojenu identifikaciju stanice i ostalih informacija radi utvrđivanja njegove pozicije na priključnom mestu. Ipak, moguće je manuelno rekonfigurisanje portova i zadataka GPC-a kako bi se prilagodili nedostacima. Funkcija, autorizacija i mogućnosti GPC-a u svakom trenutku misije su zasnovani na aplikativnom software-u koji je rezidentan u mašini. Na primer, ako je u kompjuteru učitan CN&C program (penjanje, orbita, ulaz), to će pokrenuti kontrolu magistralnih portova namenjenih tom priključku ne bi li izvršili pristup podacima o kontroli leta i omogućili glavni put ka neophodnim kontrolnim efektorima.

Tokom dinamičkih faza misije, kao što je faza penjanja i ulaska, u četiri mašine je učitan identičan software, koji operuše u "redundant set" modu (modu "spojenog setovanja"), gde je svaki pojedinačno zadužen da magistralama prenosi podatke dajući kontrolu setovima senzora i kontorlnih efektora. U petom GPC-u je učitan backup (pomoćni) program koji je, kada se pokrene, sposoban da komunicira sa svim magistralama kako bi obezbedio kompletiranje misije ili bezbedan povratak iz bilo koje tačke u misiji. Da bi se sprečilo bilo kakvo neslaganje dok je pokrenut  "redundant set" mod, dokazalo se kao neophodno da se sinhronizuju procesi u mašinama i da se obezbede identični ulazni podaci. Automatizovana tehnika sinhronizacije (synch) koristi "synch point"-e ("sinhronizacijske tačke") ubačene u pogodne lokacije u software-u. Kada naiđe na "synch point", svaki kompjuter stane sa izvršavanjem, nezavisno obavesti ostale mašine da je spremna za sinhronizaciju, i čeka istovetnu potvrdu nezavisne sinhronizacije od ostatka "redundant set"-a. Kada su sve nezavisne sinhronizacije primljene, izvršavanje se ponovo pokreće i nastavlja dok se ne pojavi sledeći "synch point". Ako se u okvirno vreme ne prime sve sinhornizacije kompjuter nastavlja izvršavanje i objavljuje bilo kakvo neodgovaranje GPC-a kao "kvar". Zajednički ulazni podaci su obezbeđeni u svakom kompjuteru kroz korišćenje "listen mode"-a ("mod osluškivanja"), odredba koja dopušta mašini da prima informacije na magistrali za podatke koja nije pod njenom kontrolom. U ovom modu, ilustrovanom na slici 8, svaki GPC je sposoban da samo prima, na I/O portovima koji pristupaju magistralama dodeljenim drugim kompjuterima u set-u. Kada se zatraži senzorni podatak od strane kontrolne mašine, ostale motre i primaju poslate podatke. Na primer, GPC 1 može da zatraži podatak žiroskopa 1 na magistrali kontrole leta 1. Kada se podaci šalju, takođe na magistrali 1, GPC-ovi 2,3 i 4 - operišu u "listen mode"-u na njihovim magistralnim portovima 1 - primajući istovremeno podatke sa GPC-om 1. Istovremeno, GPC-ovi 2,3 i 4 će tražiti podatke o žiroskopu pod njihovom kontrolom, i svaki će motriti ostale podatke. Koristeći ovu tehniku svi GPC-ovi poseduju istovremen pristup svim vrstama podataka korišćenim u aplikaciji, a opet svaki lanac zadržava nezavisnost od kontrole ili mešanja stanovišta.

Letački software

Slika8Mod-osluskivanja

Slika 8 - Mod osluškivanja

Dva suštinski nezavisna software-ska sistema su razvijena da operišu Orbiterovim avioničkim sistemom. Glavni avionički sistemski software (primary avionics system software - PASS), postoji u nekoliko memorijskih učitavanja, i u normalnim okolnostima se koristi za izvršavanje praktično svih funkcija sistema i misije. Pomoćni letački sistem software, postoji u jednom memorijskom učitavanju, i koristi se samo tokom kritičnih faza misije da obezbedi alternativna sredstva za ulazak u orbitu ili povratak na

Zemlju, ako se greška pojavi u PASS-u.

Slika9Konfiguracija-memorije
Slika 9 - Konfiguracija memorije

Glavni avionički sistemski software

PASS je sa korisničke tačke gledišta struktuiran u tri glavne funkcije (MF - major function):

-          Vođenje, navigacija i kontrola (GNC - Guidance, Navigation, and Control)

-          Menadžment sistema (SM - System Management)

-          Koristan teret (PL - Payload)

Slika10OPS-podstruktura

Slika 10 - OPS podstruktura

Zato što software koji se zahteva da zadovolji sve Space Shuttle zahteve daleko prevazilazi kpacitete memorije GPC-a, svaki od ovih MF-a je dalje struktuiran u operacione sekvence (operational sequences  - OPS), koji su kolekcije programa i mogućnosti zahtevanih za sprovođenje faza misije ili izvođenje složenih funkcija. OPS, nezavisno ili u kombinaciji, formira memorijsku konfiguraciju, koja je učitana u GPC-ove sa jedinice nosača memorije zvanih "mass memories". Trenutni set memorijske konfiguracije je prikazan na slici 9, povezano sa fazama misije u kojoj je svaka od njih aktivna. Za proširenje mogućnosti, OPS je struktuirana da dopunu memorije vrši samo u mirnom, nedinamičnom periodu. Podstruktura unutar OPS-a sadrži glavne modove, specijalističke funkcije (SPEC's) i funkcije (ekrana) displeja (DISP's). Svaka OPS poseduje jednu ili više glavnih modova, koje su dalje podstruktuirane u blokove koji su segmenti procesa unutar koraka ili sekvence (slika 10). Blokovi su povezani na CRT ekrane u nizu i stoga su oni poređani po redosledu kojim posada može da kontroliše i motri na funkcije misije. Sekvenciranje od jednog moda/bloka do drugog moda/bloka i internih procesa može biti pokrenuto unosom komandi preko tastature ili u nekim slučajevima može biti inicirano automatski da odgovori specifičnim događajima ili uslovima detektovanim od strane software-a. SPEC funkcije, inicirane samo preko tastature, takođe sadrže blokove koji su povezani sa CRT-ovima u nizu i to obezbeđuje validnim ulaznim opcijama sa tastature da budu dostupne posadi za kontrolisanje operacija i na motrenje procesa. Glavni modovi postižu primatnu funkciju unutar OPS-ova, gde su SPEC-ovi iskorišćeni za sekundarne ili sporedne funkcije. DISP funkcije, takođe inicirane od unosa sa tastature, sadrže nijedan drugi proces od onog koji je neophodan da prikaže displej (ekran), i koristi se samo za nadgledanje rezultata obrađenih podataka. Arhitektura software-a inkorporirana u svakoj PASS memorijskoj konfiguraciji je prikazana na slici 11.

Slika11Arhitektura-software-a

Slika 11 - Arhitektura software-a

Aplikativni procesi koji čine glavne funkcije datog memorijskog učitavanja su prikazani na donjem unutrašnjem bloku dijagrama, zapravo izolovanog od sistemskog software-a. Kontrolni segment izvodi sekvenciranje svih procesa zahtevanih unutar OPS-a, glavnog moda, ili SPEC-a, i definiše povezanost CRT ekrana i opcija unosa sa tastature. Korisnički interfejs poseduje tri primarne funkcije: procesiranje komandnih ulaza, kontrola operacija i obrada izlaznih poruka. Korisnički interfejs koji je podržan u dodatku tastaturi i CRT-ovima uključuje i lansirnu magistralu podataka koja se koristi za komunikaciju sa LPS-om (launch processing system) dok je na zemlji i mrežni signalni procesor koji obrađuje podatke i komande primljene preko radiofrekventnig (RF) linka i međukompjuterskih magistrala koje se koriste za komunikaciju između GPC-a. Sistemske kontrolne funkcije izvode inicijalizaciju i konfiguraciju kompleksa za kontrolu obrade podataka uključujući magistralnu mrežu pridruženih podataka. Funkcije operativnog sistema letačkog kompjutera (flight computer operating system - FCOS) mogu biti grupisane u tri glavne kategorije: menadžment procesa, koji kontroliše smeštanje svih internih resursa, I/O menadžment, koji kontroliše smeštanje IOP resursa, DPS (data processing system) konfiguracijski menadžment koji se učitava u kompjutersku memoriju i koji sekvencira i kontroliše da li je postignuto operativno stanje GPC-a i IOP-a. Struktura memorijske konfiguracije je prikazana na slici 12 dovoljna da smanji veličinu zahtevanih prelaza kada se menja jedna OPS-a do druge. Baza sistemskog software-a uključuje šifre i podatke zajedničke svim OPS učitavanjima i glavnim funkcijama. Glavna funkcijska baza sadrži šifre i podatke zajedničke glavnim aplikativnim funkcijama korišćenim u više od jednog OPS učitavanja. OPS prelaz sadrži aplikacione šifre i podatke jedinstvene jednom OPS učitavanju. Očitavanja glavne memorije se dešavaju tokom tranzicije iz jednog OPS-a do drugog u odgovoru na menjanje selekcije glavne funkcije i unošenja preko tastature od strane posade. Sadržaj OPS dok traje određuje koji od tri dela moraju biti učitani za podršku novog OPS-a. Na primer, za tranziciju iz GNC kompjutera od penjanja do orbite do ulaska OPS zahteva samo OPS prelaz; međutim, da utvrdi SM2 (system menagment) u jednim od mašina nakon što je faza penjanja završena, zahteva se takođe i prelaz u bazu glavne funkcije. Memorijsko učitavanje može biti urađeno ili iz mass memorije ili iz drugogo GPC-a u kome je već učitana zahtevana konfiguracija.

Slika12Memorijska-konfiguracija-GPC-a

Slika 12 - Memorijska konfiguracija GPC-a

Pomoćni letački sistem

BFS (backup flight system) je sadržan u posebno označenom GPC-u, u vidu tri pomoćne letačke kontrole, pomoćnom software-u i u povezanosti ekrana i prekidača. Bilo koji od pet centralnih GPC-ova se može odrediti kao pomoćna mašina preko unosa sa tastature. Ona koja je selektovana će zahtevati učitavanje pomoćnog software-a iz mass memorije i od tada će operisati u stand-by modu za uzbunu. Tokom normalnih operacija, dok je Space Shuttle pod kontrolom primarnog sistema, backup (pomoćni) sistem operiše u modu za prisluškivanje ne bi li motrio i prikupljao podatke iz svih glavnih mašina i njima dodeljenih senzora. Dobijanje ovih podataka omogućava BFS-u da zadrži kompjuterski kurs i, stoga, mogućnosti da preuzme kontrolu nad Space Shuttle-om u bilo kom trenutku. Za svrhe nadgledanja, posada ima opciju da podatke prikupljene iz pomoćne mašine prikaže na jednom od CRT ekrana koji se nalaze u kokpitu. Podaci backup-a su takođe dostupni u instrumentalizaciji downlink-a. Pomoćni sistem kontrole Space Shuttle-a se može pokrenuti jedino manuelno koristeći prekidač na levom ili desnom rotacionom ručnom kontroleru (rotational hand controller - RHC). Kada je bilo koji od ovih prekidača pritisnut, logika iz BFC-a šalje kontrolu svim neophodnim magistralama za podatke iz spojenog seta mašina u označenu pomoćnu mašinu. Software-ski paket za BFS je nezavisno razvijan i šifrovan kako bi se smanjila mogućnost opšte programske greške zajedničke primarnom sistemu. Ceo BFS je sadržan u jednoj memorijskoj konfiguraciji, učitanoj pre poletanja i normlano zadržanoj u konkretnoj mašini kroz misiju, da bi se obezbedila nezavisnost od mass memorija. Da bi se skratila obuka posade, BFS software je organizovan slično kao PASS u operacione sekvence i glavne modove sa SPEC i DISP funkcijama, međutim samo su podržani OPS1 (penjanje) i OPS3 (ulazak). Premda su svi zahtevi vođenja, navigacije, kontrole leta, sekvenciranja i funkcija sistemskog menadžmenta generalno uključeni, samo su najednostavniji modovi automatizovani. Delimična stabilizacija održavanja orbite je omogućena zahvaljujući poslednjem glavnom modu OPS1. Namera je da se on ponovo učita i vrati u PASS ako je postignuta stabilna orbita. Sistemski software koristi sinhronizovani prilaz i, stoga je, donekle prostiji od FCOS-a.

Nastavak:

AVIONIKA SPACE SHUTTLE-A II

Više o šatlovima

Spejs šatl

 

Author: Marko Veljković

Dodaj komentar


Sigurnosni kod
Osveži