РЕАЛИЗАЦИЯ РАСПРЕДЕЛЕННЫХ ВЫЧИСЛЕНИЙ НА ОТЕЧЕСТВЕННЫХ МИКРОПРОЦЕССОРНЫХ УСТРОЙСТВАХ
Аннотация
Целью работы – это создание производительного вычислительного устройства для бесплатформенной инерциальной навигационной системы (БИНС) наземного робототехни- ческого комплекса (РТК) на отечественной элементной базе. Дано формальное описание типовых достаточных функций, выполняемых БИНС и описаны основные принципы алго- ритмов с точки зрения требования к вычислительным ресурсам. Приведено описание имею- щихся на рынке отечественных микроконтроллеров и сравнение с ближайшим зарубежным аналогом. Результаты проведенного макетирования показали принципиальную возможность, но невысокую перспективность создания вычислительных устройств на одном микрокон- троллере. В связи с этим были выработаны и реализованы технические предложения по уве- личению вычислительной мощности по средствам построения архитектуры многопроцес- сорного вычислителя. Как следствие потребовалась выработка особых подходов к проекти- рованию алгоритмов и программного обеспечения. Организация распределенных вычислений является одним из наиболее оптимальных методов обеспечения расчета алгоритмов функ- ционирования. Введение в контур вычислителя дополнительных микропроцессоров позволило не только увеличить вычислительную мощность, но и ввести дополнительные интерфейсы взаимодействия как с потребителем, так и с датчиками первичной информации. Предло- женный вариант распределения алгоритмов функционирования БИНС позволил обеспечить создание задела на перспективы развития и масштабируемость системы. Наиболее ресурсо- емким алгоритмом является расчет инерциальных координат, реализованный в виде итера- тивного расчета определения широтной составляющей местоположения. Также запас про- изводительности может позволить реализовать дополнительные адаптивные алгоритмы фильтрации и обработки данных по результатам испытаний и эксплуатации наземного под- вижного объекта. Обоснован выбор интерфейса внутриплатного обмена между контролле- рами и описано его практическое применение. Создание замкнутого контура обмена инфор- мацией позволило реализовать дополнительные параллельные вычисления вторичной инфор- мации и выполнить расчет автономного счисления координат местоположения объекта. Описанные технические решения могут быть использованы при проектировании встраивае- мых вычислителей для объектов различного назначения функционирующих на базе жесткой логики. В качестве основного недостатка представленного подхода к проектированию вы- числителя можно обозначить ограниченный функционал при работе с постоянно запоми- нающими устройствами.
