- SpaceWire
-
SpaceWire — телекоммуникационная сеть для космических аппаратов, основанная на части стандарта соединения IEEE 1355. Координируется Европейским космическим агентством (ЕКА) в сотрудничестве с международными космическими агентствами, включая NASA, JAXA и ФКА. В сети SpaceWire узлы соединяются при помощи недорогих последовательных соединений типа точка-точка, обладающих низкими задержками и работающих в полнодуплексном режиме, и коммутационными роутерами, осуществляющими маршрутизацию способом коммутации каналов. SpaceWire охватывает два (физический и канальный) из семи уровней cетевой модели OSI для коммуникаций.
Содержание
Архитектура
Модуляция и представление данных в SpaceWire в целом похоже на кодирование передаваемых данных — части стандартов IEEE 1355—1995, описывающей дифференциальную передачу сигналов (DS-DE). SpaceWire использует асинхронное соединение и обладает пропускной способностью на уровне от 2 Мбит/с до 400 Мбит/с. DS-DE оказался предпочтительнее, так как он описывает модуляцию, битовые форматы, маршрутизацию, управление потоком и обнаружение и исправление ошибок на уровне оборудования, лишь с небольшой помощью ПО. Также SpaceWire обладает очень низким уровнем ошибок, определением состояния системы, а также относительно простой цифровой электроникой. В SpaceWire были заменены устаревшие разностные носители PECL на физическом уровне стандарта IEEE 1355 DS-DE на низковольтную дифференциальную передачу сигналов (LVDS). В SpaceWire также предусматривалось использование 9-штырьковых разъемов, используемых в космической отрасли. SpaceWire и IEEE 1355 DS-DE предусматривают более широкий диапазон скоростей для передачи данных, а также некоторые новые возможности автоматического преодоления отказа. Возможности преодоления отказа позволяют данным найти альтернативные пути передачи, так как космический модуль оснащен несколькими шинами данных, в результате чего обеспечивается отказоустойчивость. Кроме того, SpaceWire предусматривает размножение временных прерываний по соединениям SpaceWire, устраняя потребность в отдельных временных дискретных сигналах.
Применение
SpaceWire используется во многих проектах по всему миру. Ее использование изначально началось в проектах ЕКА, и на данный момент она используется в NASA, JAXA, ФКА, а также множестве прочих организаций и компаний. Некоторые проекты NASA, использующие ее, включают: Космический телескоп имени Джеймса Вебба, Burst Alert Telescope для Swift, Лунный орбитальный зонд, Космический аппарат для наблюдения и зондирования лунных кратеров, Geostationary Operational Environmental Satellite (GOES-R) и Communications, Navigation, and Networking Reconfigurable Testbed (CoNNeCT). Она также выбрана Министерством обороны США для проекта Operationally Responsive Space. Изменения SpaceWire координируются несколькими космическими агентствами в рамках Консультативного комитета по космическим информационным системам для расширения ее коммуникационной модели на сетевом и транспортном уровнях сетевой модели OSI.
Протоколы
ЕКА разработала черновую спецификацию для идентификатора протокола (Protocol ID).
Нижеследующие протокольные идентификаторы утверждены в ECSS-E-ST-50-11:
- 1: Remote Memory Access Protocol (RMAP)
- 2: CCSDS Packet Transfer Protocol
- 238: Proposal for Reliable Data Delivery Protocol (RDDP) (используется в проекте GOES-R)
- 239: Serial Transfer Universal Protocol (STUP) (используется в ASIC SMCS-332)
Примечания
- ECSS-E-ST-50-12C — SpaceWire — Links, nodes, routers and networks, ESA-ESTEC. (англ.)
- ECSS-E-50-12A (только устаревшие документы, замененные в ECSS-E-ST-50-12C) SpaceWire — Nodes, links and networks, ESA-ESTEC. (англ.)
- ECSS-E-ST-50-11C Draft 1.3 «Space engineering — SpaceWire protocols» (англ.)
Ссылки
- Сайты и ресурсы
- Домашняя страница SpaceWire Homepage (англ.)
- European Cooperation for Space Standardisation — ECSS (англ.)
- SpaceWire Avionics Data Bus (англ.)
- Интерфейс SpaceWire (рус.)
- International SpaceWire Conference 2007 (англ.)
- International SpaceWire Conference 2008 (англ.)
- International SpaceWire Conference 2010 (англ.)
- Коммерческие поставщики оборудования с использованием SpaceWire
- Aeroflex (англ.)
- Atmel (англ.)
- Aurelia Microelettronica (англ.)
- Dynamic Engineering (англ.)
- 4Links (англ.)
- SKYLAB Industries (англ.)
- STAR-Dundee (англ.)
- НПЦ ЭЛВИС (рус.)
- Некоммерческие поставщики оборудования с использованием SpaceWire
- Hardware RTL SpaceWire (англ.)
- IP-ядра SpaceWire
- CEA IRFU (фр.)
- CESR CNRS (англ.)
- Gaisler Research (англ.)
- NASA Goddard — tech transfer (англ.)
- OpenCores.org (англ.)
- STAR-Dundee (англ.)
- Cтатьи
- NASA’s James Webb Space Telescope Gets 'Spacewired' — статья NASA о SpaceWire, используемой в телескопе имени Джеймса Вебба (англ.)
- Коммуникационная технология SpaceWire (рус.)
- Технология SpaceWire для параллельных систем и бортовых распределенных комплексов (рус.)
Категории:- Компьютерные шины
- Стандарты ECSS
- Отказоустойчивость
Wikimedia Foundation. 2010.