Промышленные компьютеры

звуковой сигнал прекратится, но соответствующий светодиод останется красным

до устранения неисправности.

Источник питания шасси IPC-622 мощностью 300 Вт обладает избыточностью,

повышающей надежность системы и продлевающей ее жизнь. Он состоит из двух

одинаковых 300-ваттных независимых модулей, которые во время нормальной

работы системы совместно несут всю нагрузку. Если один из модулей выйдет из

строя, другой автоматически начнет работать с полной нагрузкой без

остановки системы. Звуковой сигнал и индикатор аварийного состояния

источника питания известят пользователя об аварии. После этого неисправный

модуль может быть вынут со стороны задней панели корпуса и заменен

исправным без выключения системы.

Для приложений, требующих меньшие габаритные размеры и вес системного

блока и допускающих меньшее число свободных слотов кросс-платы и НМД,

разработано шасси IPC-614. На передней панели его стального корпуса

расположены разъем для подключения клавиатуры и защитная дверца,

закрывающая выключатель питания и НМД. а также 2 высокоскоростных

охлаждающих вентилятора 86 CFM со сменными воздушными фильтрами. Воздушный

поток создает дополнительное давление внутри корпуса, не допускающее

проникновения в него пыли и грязи. IPC-614 имеет кросс-плату РСА-6114 или

РСА-6114D с 14 слотами шины ISA с возможностью размещения в корпусе 10

полноразмерных и 4 плат половинного размера. Кросс-плата имеет размеры 315х

1"'5 мм, содержит светодиодные индикаторы питания (+5В,-5В.+12В.-12В).

Кросс-плата РСА-6114D отличается от РСА-6114 тем, что она предназначена для

поддержки двух независимых вычислительных систем в одном корпусе с 8 и 6

слотами. Для размещения НМД в корпусе имеется металлическая коробка с ударо-

поглощающей резиновой подкладкой, вмещающая до 3 доступных с передней

панели 5-дюймовых накопителей на сменных магнитных дисках и один постоянный

НЖМД размером ЗУ,». Шасси включает также источник питания мощностью 250 Вт

и динамик.

Технические характеристики шасси IPC-610 близки соответствующим

параметрам IPC-614, но в их конструкциях имеются небольшие различия. На

передней панели шасси IPC-610 размещается запирающаяся на ключ дверца,

которая защищает НМД и переключатели от несанкционированного доступа и

попадания инородных частиц. Под ней находится выключатель питания, кнопка

сброса и кнопка, позволяющая блокировать клавиатуру, а также светодиодные

индикаторы питания, работы НЖМД и блокировки клавиатуры. Разъемы типа DIN

для подключения клавиатуры расположены на передней и задней панелях

корпуса. Кросс-плата РСА-6114, устанавливаемая в данное шасси, содержит 14

слотов ISA. это позволяет разместить в корпусе IPC-610 10 полноразмерных

плат и 4 платы половинного размера.

Шасси следующего типа IPC-615. также как и IPC-622, является одной из

последних разработок фирмы Advantech и отличается повышенной надежностью и

наличием средств контроля неисправностей и аварийной сигнализации. Шасси

позволяет размещать до 15 полноразмерных плат. Его габаритные размеры

близки соответствующим размерам шасси IPC-614 иIPC-610. Шасси IPC-615

оборудуется кросс-платой РСА-6115, имеющей 15 слотов с шиной ISA. или кросс-

платой РСА-6114Р4, содержащей 9 слотов ISA, 4 слота PCI и один слот для

размещения системной платы (PICMG). В корпусе могут быть установлены два

НМД половинной высоты и один размером 3.5». Ко всем НМД обеспечивается

доступ с передней панели.

Корпус оборудован запирающейся на ключ дверцей, которая

закрывает доступ к НМД, выключателю питания, кнопкам сброса процессора,

сброса аварийной сигнализации, блокировки клавиатуры и контроля динамика.

На самой дверце размещаются светодиодные индикаторы питания (+5В, +12В.-5В,-

12В).

Системные платы Advantech

Возможности индустриальных компьютеров, построенных на базе

рассмотренных выше шасси, во многом определяются используемыми системными

платами. Существует множество разновидностей основных вариантов системных

плат, производимых фирмой Advantech, и в табл. 2 и 3 приведены их основные

характеристики. Рассмотрим характерные черты индустриальных системных плат

на примере платы РСА-615".

В основных чертах системная плата РСА-6157 идентична системным платам

обычных бытовых персональных компьютеров, за исключением того. что она не

содержит слотов для размещения в них дополнительных плат, а сама

вставляется в слот кросс-платы индустриального компьютера (что позволяет ее

быстро заменить в случае выхода из строя), имеет меньшие размеры, вес,

более устойчива к неблагоприятным факторам внешней среды (температура,

влажность. механические воздействия и т.д.).

Системная плата РСА-6157 является полноразмерной и содержит процессор

Intel Pentium с тактовой частотой 75, 90, 100, 120, 133, 150 или 166 МГц.

РСА-6157 вставляется в свободный слот кросс-платы индустриального

компьютера со стандартной шиной ISA или ISA/PCI. Кроме внутренней кэш-

памяти процессора Pentium (16 Кбайт) плата РСА-6157 может дополнительно

содержать 256 или 512 Кбайт кэш-памяти второго уровня. На ней размещается

от 8 до 128 Мбайт ОЗУ на нескольких (до четырех) 72-пиновых модулях типа

SIMM (Single In-line Memory Module), каждый из которых может содержать 4.

8, 16 или 32 ' Мбайт памяти.

Таблица 3

|Технические |РСА-6153 |РСА-6151 |РСА-6145 |PCA-6144V |РСА-6143Р|

|характеристики | | | | | |

|Шина |ISA |ISA |ISA |ISA |ISA |

|Тип процессора |Pentium |Pentium |80486 |80486 SX/ |80486 SX/|

| | | |DX/DX2/DX4|DX/DX2/DX4|DX/DX2/DX|

| | | | | |4 |

|Тактовая частота |75..200 |75..200 |33/50/66/1|25/33/50/6|25/33/50/|

|процессора, МГц | | |00 |6/ |66/100 |

| | | | |75/100/120| |

|Кэш-память |256/512 |256/512 |128Кбайт(д|128 Кбайт |Нет |

| |Кбайт |Кбайт |оп) | | |

|ОЗУ |1..64Мбай|1..64 |1..32 |1..64 |1..32 |

| |т |Мбайт |Мбайт |Мбайт |Мбайт |

|BIOS |Award |Award |Award |Award |AMI |

|Таймер Watchdog |Есть |Есть |Есть |Есть |Есть |

|Сопроцессор |Встроенны|Встроенный|Встроенный|Встроенный|Встроенны|

| |й | | | |й |

|Последовательный |RS-232 |RS-232 |RS-232 |RS-232 |RS-232 |

|порт СОМ1 | | | | | |

|Последовательный |RS-232 |RS-232 или|RS-232 или|RS-232 или|RS-232 |

|порт COM2 |или |RS-422/485|RS-422/485|RS-422/485|или |

| |RS-422/48| | | |RS-422/48|

| |5 | | | |5 |

|Параллельный порт |SPP/EPP/E|Spp/EPP/EC|ЕСР/ЕРР |SPP/EPP/EC|ЕСР/ЕРР |

| |CP |P | |P | |

|Контроллер НЖМД |2xEIDE |2xBDE |2xEIDE |2xEIDE |2xlDE |

|Контроллер НГМД |2 |2 |2 |2 |2 |

|Контроллер SCSI |Нет |Нет |Нет |Нет |Нет |

|Диагностические |Нет |Нет |Нет |Нет |Нет |

|светодиоды | | | | | |

|Напряжение питания |+5 В |+5В.±12В |+5 В |+5 В |+5 В |

|Интерфейс РС/104 |Есть |Есть |Есть |Есть |Есть |

|Контроллер VGA |Есть (с |Есть |Есть (с |Есть |Нет |

| |возможнос| |возможност| | |

| |тью | |ью работы | | |

| |работы с | |с | | |

| |панельным| |панельными| | |

| |и | |дисплеями)| | |

| |дисплеями| | | | |

| |) | | | | |

|Flash-диск |Нет |Нет |512Кбайт |Нет |до 1,44 |

| | | | | |Мбайт |

|Контроллер Ethernet|Нет |Нет |Есть |Нет |Нет |

Промышленные мониторы

Для работы в составе индустриальных компьютере разрабатываются специальные

видеомониторы. Они, как правило, отличаются от традиционны офисных

мониторов высокой надежностью, малыми размерами, легким весом и низким

энергопотреблением. Для использования с индустриальным ПК фирма Advantech

предлагает серию плоских панельных мониторов FPM-30 (Flat Panel Monitors),

обладающих всеми вышеперечисленными свойствами. Данные технические средства

выполняются в прочных корпусах, сделанных из алюминия и стали.

FPM-30 имеют толщину всего 58 мм что оправдывает слово «плоский» в их

названии. Весит такой мо-1тор 3,5 кг. Комплект FMP включает стандартную

видеокарту и плоский панельный жидкокристаллический четной или монохромный

дисплей, соединяемые помощью достаточно длинного кабеля (1,8 м). Малые

размеры FPM-30, его конструктивные особенности и длинный кабель позволяют

легко монтировать его в стенд, панель или на стену. Дополнительно может

быть реализована функция сенсорного экрана (touchscreen), предоставляющая

широкие возможности по созданию дружественных интерфейсов.

Компьютеры в Космосе

Словосочетание «космические технологии» вполне заслуженно является

синонимом самых передовых и высококачественных решений. Не случайно многие

компьютерные компании используют в своей рекламе образы расправившей

солнечные батареи станции или рвущегося ввысь «Спейс Шаттла». К сожалению.

в последнее время российские СМИ уделяют внимание космической тематике в

основном в связи с печальными происшествиями на борту, связанными с

техническими неполадками. Само словосочетание «бортовой компьютер» стало

восприниматься как название источника необъяснимой угрозы. Действительно,

за последнее время он отказывал не менее восьми раз. Порой кажется, что

начинают оправдываться невеселые прогнозы, сделанные великим футурологом

Артуром Кларком. Но нельзя забывать, что, нагнетая обстановку вокруг

отечественных космических программ, мы рубим сук, на котором сидим: снижаем

конкурентоспособность и инвестиционную привлекательность отрасли, которая

имеет реальные шансы стать локомотивом нашей экономики.

Именно поэтому моей задачей стало описание точки зрения специалистов,

непосредственно работающих над «компьютерными вопросами» в российской

космической индустрии: О.Волкова, специалиста Центра управления полетами,

который занимается кругом вопросов, связанных с персональными компьютерами

для космических станций, и В.Бранеца, руководителя отделения систем

управления, ориентации и навигации ракетно-космической корпорации

«Энергия». Вот что они рассказали.

Компьютеры, используемые в космосе, подразделяются на два типа: служебные

и персональные. К первым относятся специализированные ЭВМ, ответственные за

системы ориентации и управления движением. На борту есть два таких

компьютера. «Салют-ЗБ непосредственно управляет гиродинами. Эти устройства,

которые по сути являются наборами гироскопа обеспечивают оптимальное

позиционирование станции. например по отношению к Солнцу. Это важно для

эффективного функционирования солнечны;

батарей. Гиродины, в свою очередь, приводятся в движение электричеством,

что позволяет не расходовав дефицитное топливо. Второй компьютер, «Аргон»

используется как резервный и управляет ориентацией на двигателях, если

выходит из строя первая машина . Собственно, «Аргон» и управлял базовым

блоком станции «Мир», когда она была запущена в 1986 году, после того как к

ней пристыковался модуль дооснащения, появились гиродины, и был

интегрирован новый компьютер системы управления движением. Естественно, что

бортовой компьютер «Салют-5Б» не имеет никакого сходства с современными

компьютерами: это тяжелая троированная машина со своим языком и кодами. Он

был изготовлен в 70-х годах специально для станции «Мир». «Салют»

производился по бескорпусной технологии (то есть полупроводники в

буквальном смысле не оснащались корпусами, ножками, что позволяло добиться

более «плотного их расположения). По словам В.Бранеца, он производит

операцию сложения за две микросекунды (что конечно, очень много), но у него

очень быстрые операции обмена. Второй, более приземленной группой машин,

используемых на орбите, являются пять блокнотных ПК: два Hewlett-Packan,

OmniBook, два Toshiba, Tecra и один IBM ThinkPac. Они, по словам О.Волкова,

выполняют функции информационной и сервисной поддержки экипажа: на два

поста управления, интегрированные с «космическими» IBM ThinkPad.

Троированные отказоустойчивые контрольный и терминальный компьютеры.

Например, задействуют баллистико-навигационные программы, используя

которые экипаж может определить, в какой точке он находится, может делать

грансфокацию, смотреть укрупненный масштаб карты той точки, над которой он

пролетает в настоящий момент, или определить точку, над которой он будет

находиться через час. Три из пяти компьютеров, расположенных в разных

модулях станции, объединены в одно-ранговую локальную сеть под управлением

операционной системы Windows 95. Космонавты пишут отчеты, используя милые

сердцу приложения Word и Excel. Из «экзотики» на борту присутствует

мультимедийный ноутбук Toshiba Tecra (Pentium 133 МГц, 32 RAM, HDD 2

Гбайт), который позволяет наслаждаться музыкой и фильмами. Кстати, пока это

самый мощный ПК на борту. На персональных компьютерах установлены также и

тренажерные программы. Интеграция ноутбуков с научной аппаратурой дает

новый подход к проведению экспериментов и исследований (на дисплее, к

примеру, можно наблюдать процесс роста кристаллов). С помощью ноутбуков

космонавты получают радиограммы, работают с электронной почтой. Полученные

с Земли инструкции и другие материалы распечатываются на струйном принтере

Hewlett-Packard DeskJet 340. Примечательно, что через инфракрасный порт

этого принтера работать нельзя (срабатывают различные чувствительные

датчики), поэтому он остается заклеенным. Стоит отметить, что все

блокнотные ПК — это обычные коммерческие машины, которые не адаптировались

специально для работы в космосе. Другими словами, на борту есть компьютеры

для работы, образования и развлечений — этакий небольшой уютный домашний

офис.

Есть ли на борту Internet? По полученным мною сведениям, о полноценном

Internet'e на борту «Мира» говорить еще рано, но такой проект имеется. «По

электронной почте мы и сейчас общаемся. — рассказывает О. Волков. — Hewlett-

Packard OmniBook подсоединен через пакетный контроллер к любительской

радиостанции, и через него осуществляется почтовый обмен. Ноутбук также

подсоединен к штатному каналу связи». Электронная связь с «Миром» есть не

постоянно: лишь когда станция пролетает над Россией (сеанс связи происходит

каждые полтора часа в течение 15-20 минут) или при работе через спутник-

ретранслятор, то есть тогда, когда есть канал, Кстати, американцы на

«Шаттле» работают через сеть спутников. связь есть постоянно, и такого

понятия, как сеанс связи, у них нет. В будущем на Международной космической

станции (МКС) связь будет, видимо, осуществляться через американский

спутник. У России тоже есть спутник-ретранслятор. «Но у нас другая логика:

не нужно постоянно быть на связи с экипажем, это отвлекает его от работы,

— поясняет О.Волков.

— Достаточно того, что мы каждые полтора часа общаемся с ними 10-15 минут,

оговариваем все вопросы, и космонавты продолжают работать». В случае

экстренной ситуации можно воспользоваться УКВ-связью с сетью наземных

станций. Но это, по словам специалистов. не очень хороший канал.

Качество канала пока является серьезным сдерживающим фактором. Но грядут

перемены. Для обеспечения нормальной двухмегабитной связи (сейчас

реализован цифровой канал лишь на 1200 bps) планируется задействовать

бортовую телевизионную систему. В настоящее время на станции «Мир»

установлена узконаправленная антенна; геостационарный спутник-ретранслятор

«Луч» принимает сигнал и передает его на Землю. Скоро на борт будет

доставлена специальная видеокарта, устанавливаемая в компьютер, которая

позволит интегрировать компьютерный сигнал в полосу телевизионного сигнала

и далее осуществлять связь через обычный TCP/IP-протокол.

Тогда вновь возникнет вопрос об Internet, который «нужен хотя бы для того,

чтобы спускать на Землю данные не на дискетах, а по нормальному цифровому

каналу». Сам по себе этот проект достаточно дорог. Точнее, дорого обходится

не аппаратная часть, а задействование средств (вывод на орбиту и

обслуживание спутников). Сейчас российская сторона ищет партнера для

осуществления такого проекта. Можно предположить, что им станет Microsoft,

которая проявляет явный интерес к отечественным космическим технологиям.

Казалось бы, зачем на «Мире», где всего пять модулей и три члена экипажа,

создавать локальную сеть, обеспечивать доступ в Internet? Может быть, стоит

сконцентрировать все усилия на создании МКС? Оказывается, «Мир» оценивается

специалистами отнюдь не как «тупиковая ветвь», а рассматривается в качестве

полигона для отработки технологий для Международной космической станции.

Ведь на ней будет трудиться гораздо больше представителей разных стран, и

нужны будут современные коммуникации. «Заказчики экспериментов, которые

будут проводиться на МКС, — рассказывает О.Волков. — могут находиться в

любых странах и должны иметь возможность посылать управляющие команды

находящемуся на борту оборудованию, сидя у себя в офисе». С другой стороны,

после установки цифрового канала можно будет находить заказчика

экспериментов на борту того же «Мира». Грубо говоря, российская сторона

может доставлять «черный ящик» с оборудованием заказчика, с ним будет

интегрирован цифровой канал, а дальше заказчик из своего офиса сможет

управлять аппаратурой и получать с нее информацию.

Таким образом, перспективы дальнейшей компьютеризации космических станций

следующие: создание высокопроизводительного цифрового канала, осуществление

Internet-проекта и интеграция ПК с научным оборудованием, что позволит

«наземным» заказчикам оказывать управляющее воздействие на свою аппаратуру.

Какими же компьютерами будет оснащаться международная космическая станция

«Альфа», которую начнут «собирать» в космосе через полгода? Прежде всего,

Европейское космическое агентство (ЕКА) по заказу российской стороны

разработало Систему обработки данных, в состав которой входят два

отказоустойчивых компьютера (контрольный и терминальный) и два поста

управления. В его создании приняли участие Германия (74%), Франция, Бельгия

и Нидерланды. Главным подрядчиком выступил концерн Daimler-Benz Aerospace,

а субподрядчиками — Matra Marconi Space, Alcatel Bell Telecom и RST. В

частности, Matra сделала процессорную плату и уникальный радиационно-

устойчивый SPARC-процессор. Этот 32-разрядный процессор обладает средней

скоростью 10 миллионов операций в секунду». Радиационная устойчивость этих

процессоров важна для использования, например, в геостационарных спутниках,

испытывающих жесткие лучевые воздействия. Кстати, запуск и обслуживание

геостационарных спутников — это одно из немногих направлений, которые

окупают себя и приносят прибыль. Сам компьютер содержит три слоя:

слой авионики, программного восстановления и голосования, а также плату

прикладной математики. При этом вся функциональная математика этой платы

разрабатывается российской стороной.

Нововведения коснулись и персональных компьютеров (которые нередко давали

сбои не борту). Американская сторона заказала ноутбуки IBM ThinkPad755,

которые будут специально аттестованы для работы в космосе.

На борту станции «Альфа» будет расположена американская бортовая система.

При этом наш и американский компьютеры будут работать параллельно в системе

master\slave, резервируя друг друга, что обеспечит более высокую надежность

и позволит, например, вывести любую из этих ЭВМ на профилактику.

Уникальность ситуации состоит в том, что обе машины разной конструкции с

разным программным обеспечением выполняют одни и те же функции,

подстраховывая друг друга на случай каких-либо ситуаций, неисправностей.

Таким образом, единственная существующая в настоящий момент орбитальная

станция «Мир», где столкнулись компьютерные технологии разных поколений,

служит полигоном для обработки информационных систем международной

космической станции «Альфа», которая в перспективе сосредоточит на своем

борту самые передовые технические и компьютерные решения.

Страницы: 1, 2