РЕАЛИЗАЦИЯ МЕТОДОВ СИНХРОНИЗАЦИИ ИНФОРМАЦИОННЫХ ПОТОКОВ В СИСТЕМАХ ЦИФРОВОЙ ОБРАБОТКИ СИГНАЛОВ
Аннотация
В задачах цифровой обработки сигналов, предполагающих когерентную обработку данных от фазированной антенной решетки, важно обеспечить согласованное поступление оцифрованных данных от антенных элементов в узлы обработки. С ростом числа каналов передачи данных в комплексах ЦОС существенно возрастает вероятность возникновения ошибок в каналах передачи данных, что выдвигает повышенные требования к обеспечению гарантоспособности программного комплекса изохронной передачи данных. В статье представлены результаты разработки и реализации методов, повышающих гарантоспособность изохронной передачи данных. Предложен комбинированный метод изохронной передачи данных, отличающийся применением служебных промежутков при передаче массивов операндов и динамической компенсацией задержек в каналах данных. Выделены наиболее вероятные ошибки, возникающие при передаче данных и предложены способы их парирования. Описан программный комплекс, реализующий комбинированный метод. Используя атрибутивную модель гарантоспособности, проведен анализ гарантоспособности программного комплекса. Анализ показал, что использование комбинированного метода позволит в четыре раза увеличить количество каналов передачи данных в комплексе ЦОС при заданном уровне гарантоспособности и фиксированном времени доверительной работы по сравнению с базовым методом. При значительном увеличении количества каналов передачи данных возникает необходимость сохранения заданного уровня гарантоспособности. В этой связи предложен модернизированный метод изохронной передачи данных, в котором были усовершенствованы алгоритмы проверки целостности данных, проверки допустимого диапазона рассогласования задержек в каналах данных и добавлен алгоритм переключения опорных каналов. Оценка гарантоспособности реализации модернизированного метода показала его способность обеспечить двукратное увеличение числа каналов данных по сравнению с комбинированным методом.
Список литературы
1. Voskresenskiy D.I., Gostyukhin V.O., Maksimov V.M., Ponomarev L.I. Ustroystva SVCh i antenny [Microwave devices and antennas], ed. by D.I. Voskresenskogo. 2nd ed. Moscow: Radiotekhnika, 2006, 376 p.
2. Fomin A.N., Tyapkin V.N., Dmitriev D.D. Teoreticheskie i fizicheskie osnovy radiolokatsii i spetsi-al'nogo monitoringa: uchebnik [Theoretical and physical foundations of radar and special monitoring: textbook], ed. by Ishchuk I.N. Krasnoyarsk: SFU, 2016, 292 p.
3. Savochkin I.A., Troynikov G.M., Troynikova N.S., Turlakov P.V. Sistema edinogo vremeni dlya vysoko-tochnoy sinkhronizatsii raznesennykh radiolokatsionnykh postov [Unified time system for high-precision synchronization of distributed radar posts], Vestnik Kontserna VKO «Almaz – Antey» [Bulletin of the Almaz-Antey Air and Space Defense Concern], 2014, No. 2, pp. 49-53.
4. Strashun Yu.P. Protokol tochnogo vremeni Rtr dlya obespecheniya raboty ASUTP v rezhime zhestkogo real'nogo vremeni [Precise time protocol Rtr for ensuring the operation of automated process control sys-tems in hard real time mode], GIAB [Mountain Information and Analytical Bulletin], 2014, No. S. Avail-able at: https://cyberleninka.ru/article/n/protokol-tochnogo-vremeni-rtr-dlya-obespecheniya-raboty-asutp-v-rezhime-zhestkogo-realnogo-vremeni-2 (accessed 31 March 2025).
5. Sukhman S.M., Bernov A.V., Shevkoplyas B.V. Sinkhronizatsiya v telekommunikatsionnykh sistemakh: Analiz inzhenernykh resheniy [Synchronization in telecommunication systems: Analysis of engineering solutions]. Moscow: Eko-Trendz, 2002, 268 p.
6. Olifer V., Olifer N. Komp'yuternye seti. Printsipy, tekhnologii, protokoly: uchebnik dlya vuzov [Com-puter networks. Principles, technologies, protocols: textbook for universities]. 4th ed. Saint. Petersburg: Piter, 2006, 672 p.
7. Gorobets A.V., Sukov S.A., Trias F.Kh. Problemy ispol'zovaniya sovremennykh superkomp'yuterov pri chislennom modelirovanii v gidrodinamike i aeroakustike [Problems of using modern supercomputers in numerical modeling in hydrodynamics and aeroacoustics], Uchenye zapiski TsAGI [Scientific notes of TsAGI], 2010, No. 2. Available at: https://cyberleninka.ru/article/n/problemy-ispolzovaniya-sovremennyh-superkompyuterov-pri-chislennom-modelirovanii-v-gidrodinamike-i-aeroakustike (ac-cessed 25 October 2024).
8. Khakhanov V.I., Obrizan V.I., Mel'nikova O.V. Obzor mezhdunarodnogo rynka elektronnykh tekhnologiy [Review of the international market of electronic technologies], Vestnik NTU KhPI [Bulletin of NTU KhPI], 2004, No. 46. Available at: https://cyberleninka.ru/article/n/obzor-mezhdunarodnogo-rynka-elektronnyh-tehnologiy (accessed 25 October 2024).
9. Kalyaev I.A., Levin I.I., Semernikov E.A. Vysokoproizvoditel'nye rekonfiguriruemye vychislitel'nye sis-temy dlya tsifrovoy obrabotki signalov [High-performance reconfigurable computing systems for digital signal processing], Tr. Rossiyskogo nauchno-tekhnicheskogo obshchestva radiotekhniki, elektroniki i svyazi imeni A.S. Popova. Seriya: Tsifrovaya obrabotka signalov i ee primenenie [Proceedings of the Russian Scientific and Technical Society of Radio Engineering, Electronics and Communications named after A.S. Popov. Series: Digital signal processing and its application], 2010, Issue ХII – 1, pp. 13-18.
10. Chkan A.V. Povyshenie real'noy proizvoditel'nosti RVS pri reshenii zadach tsifrovoy obrabotki izobra-zheniy s ispol'zovaniem bystrogo preobrazovaniya Fur'e [Improving the real performance of RCS in solving digital image processing problems using the fast Fourier transform], Izvestiya YuFU. Tekhnich-eskie nauki [Izvestiya SFedU. Engineering Sciences], 2020, No. 7 (217). Available at: https://cyberleninka.ru/article/n/povyshenie-realnoy-proizvoditelnosti-rvs-pri-reshenii-zadach-tsifrovoy-obrabotki-izobrazheniy-s-ispolzovaniem-bystrogo (accessed 25 October 2024).
11. Dordopulo A.I., Kalyaev I.A., Levin I.I., Semernikov E.A. Vysokoproizvoditel'nye mnogoprotsessornye sistemy s rekonfiguriruemoy arkhitekturoy dlya tsifrovoy obrabotki signalov [High-performance multi-processor systems with reconfigurable architecture for digital signal processing], Vestnik Kontserna PVO «Almaz-Antey» [Bulletin of the Almaz-Antey Air Defense Concern], 2011, No. 2 (6), pp. 88-104.
12. Kuan I.A., Azimbaev D.Zh., Shcherbachenya A.N., Gerber A.S. Volokonno-opticheskie linii svyazi [Fi-ber-optic communication lines], Vestnik nauki [Bulletin of Science], 2018, No. 5 (5). Available at: https://cyberleninka.ru/article/n/volokonno-opticheskie-linii-svyazi (accessed 25 October 2024).
13. Pyatibratov A.P., Gudyno L.P., Kirichenko A.A. P99 Vychislitel'nye sistemy, seti i telekommunikatsii: uchebnik [P99 Computing systems, networks and telecommunications: textbook]. 2nd ed., ed by.
A.P. Pyatibratova. Moscow.: Finansy i statistika, 2004, 512 p.
14. Klimenko S.V., Yakovlev V.V., Blagoveshchenskaya E.A. Issledovanie realizatsiy algoritmov kontrol'noy summy CRC32 [Study of implementations of CRC32 checksum algorithms], Izvestiya Peterburgskogo universiteta putey soobshcheniya [Bulletin of the Petersburg University of Railway Engineering], 2018, No. 3. Available at: https://cyberleninka.ru/article/n/issledovanie-realizatsiy-algoritmov-kontrolnoy-summy-crc32 (accessed 31 March 2025).
15. Solov'ev V.V. Arkhitektury PLIS firmy Xilinx: CPLD i FPGA 7-y serii [Xilinx FPGA architectures: CPLD and FPGA 7th series]. Moscow: Goryachaya liniya – Telekom, 2019, 392 p.
16. Avizienis A., Laprie J., Randell B., Landwehr C. Basic concepts and taxonomy of dependable and secure computing, IEEE Transactions on Dependable and Secure Computing, 2004, No. 1, pp. 11-33.
17. Mukha Ar A. Kolichestvennaya otsenka urovnya garantosposobnosti komp'yuternykh sistem [Quantita-tive assessment of the level of guarantee capacity of computer systems], MMS [MMS], 2019, No. 4. Available at: https://cyberleninka.ru/article/n/kolichestvennaya-otsenka-urovnya-garantosposobnosti-kompyuternyh-sistem (accessed 31 March 2025).
18. Veniaminov S.S. Kosmicheskiy musor ugrozhaet planete [Space debris threatens the planet], Vozdushno-kosmicheskaya sfera [Air and space sphere], 2016, No. 1 (86). Available at: https://cyberleninka.ru/article/n/kosmicheskiy-musor-ugrozhaet-planete (accessed 24 July 2024).
19. Klyushnikov V.Yu. Sindrom Kesslera: budet li zakryta doroga v kosmos? [Kessler syndrome: will the road to space be closed?], VKS [VKS], 2021, No. 4 (109). Available at: https://cyberleninka.ru/article/n/sindrom-kesslera-budet-li-zakryta-doroga-v-kosmos (accessed 25 Octo-ber 2024).
20. Dzyuba A.P. Perspektivy razvitiya fazirovannykh antennykh reshetok [Prospects for the development of phased antenna arrays], Vestnik DGTU. Tekhnicheskie nauki [Bulletin of DSTU. Technical sciences], 2013, No. 3. Available at: https://cyberleninka.ru/article/n/perspektivy-razvitiya-fazirovannyh-antennyh-reshetok (accessed 25 October 2024).
