Для авторов
Найти
Результаты поиска
Найдено результатов: 3.
-
ОЦЕНКА АППАРАТНОГО СОСТАВА БОРТОВЫХ ВЫЧИСЛИТЕЛЬНЫХ СИСТЕМ РОБОТОТЕХНИЧЕСКИХ КОМПЛЕКСОВ НА ОСНОВЕ РЕШАЕМЫХ ЗАДАЧ
K. А. Суминов , Н. А. Бочаров, М. А. Кирилюк2025-04-27Аннотация ▼При создании современных робототехнических комплексов (РТК) наблюдается значитель-
ное разнообразие как аппаратных, так и программных решений, что создаёт дополнительные
сложности при подборе рационального аппаратного и программного состава для обеспечения
требуемой вычислительной мощности и эффективного решения поставленных задач. С одной
стороны, зачастую приходится работать с уже установленным набором вычислительных ком-
плексов (ВК), составляющих бортовую вычислительную систему (БВС) РТК, что существенно
ограничивает возможности изменения программного состава и вынуждает адаптировать алго-
ритмы под фиксированные аппаратные ресурсы. С другой стороны, при наличии возможности
изменения или создания нового аппаратного состава возникает задача выбора такой аппаратной
компоновки, которая сможет удовлетворить вычислительным потребностям решаемых задач.
В данной статье предлагается методика оценки аппаратного состава БВС РТК на основе ре-
шаемых задач, опирающаяся на использование многоверсионного программирования и построение
паспортов решений. Каждый из вариантов программных решений для конкретной задачи допол-
няется в виде структурированного паспорта, содержащего как количественные, так и качест-
венные характеристики, что позволяет проводить их детальный сравнительный анализ. На осно-
ве этих паспортов решений разрабатывается математическая модель, позволяющая подобрать
набор вычислителей, способных обеспечить выполнение всех поставленных задач при одновремен-
ной минимизации суммарной стоимости, энергопотребления или других эксплуатационных харак-
теристик БВС. Математически рассматриваемая задача сводится к обобщённой задаче о муль-
типликативном многомерном рюкзаке с мультивыбором и дополнительными ограничениями, что
позволяет учитывать как ресурсные, так и топологические зависимости между решаемыми за-
дачами. Приведены результаты экспериментов, выполненных с использованием разработанного
экспериментального стенда, которые демонстрируют практическую применимость методики и
подтверждают возможность её использования для получения количественных оценок вариантов
аппаратного состава БВС РТК. Данный подход может быть адаптирован для различных типов
РТК, что позволяет использовать его в смежных исследованиях в области оптимизации вычисли-
тельных систем для робототехнических комплексов -
ВЫЧИСЛИТЕЛЬНЫЕ МОДУЛИ COM-EXPRESS НА БАЗЕ МИКРОПРОЦЕССОРОВ ЭЛЬБРУС ДЛЯ БОРТОВЫХ ВЫЧИСЛИТЕЛЬНЫХ КОМПЛЕКСОВ
Н.А. Бочаров , А.В. Глухов , Н. Б. Парамонов2022-04-21Аннотация ▼Исследования в области создания специализированных вычислительных комплексов
для роботов ведутся во многих мировых научных центрах и в том числе в нашей стране.
Развитие возможностей сенсорных систем, систем глобальной навигации, рост вычисли-
тельной мощности и совершенствование алгоритмов позволяют создавать бортовые вы-
числительные комплексы, обладающие широкими интеллектуальными возможностями.
Важной, но нерешенной проблемой остается оснащение таких вычислительных комплек-
сов микропроцессорами отечественного производства. Необходимость учета предельных
массогабаритных характеристик, требований к системе охлаждения вычислительного
комплекса, требований к бортовой электросети и потребляемой мощности, требований к
производительности и к внешним интерфейсам обуславливают сложность и дороговизну
разработки бортовых вычислительных комплексов. Отсутствие унификации вычисли-
тельных модулей при разработке создает дополнительные сложности для разработчиков
робототехнических комплексов, повышает конечную стоимость робототехнических ком-
плексов и усложняет его модернизацию. Использование стандартизированного форм-
фактора типа COM-Express позволяет разделить бортовой вычислительный комплекс на
универсальную высокотехнологическую системную часть и плату-носитель. Микропроцес-
сор, контроллер периферийных интерфейсов, оперативная память и жесткий диск разме-
щаются на системном модуле, который выпускается большим тиражом и может быть
заменен на более новый при появлении новых поколений отечественной вычислительной
техники. Плата-носитель в свою очередь проста в разработке и дешева в производстве, а
по своим характеристикам может быть скомпонована для конкретного робототехниче-
ского комплекса. В данной статье рассмотрены вычислительные модули в формате COMExpress
на базе отечественных микропроцессоров Эльбрус. Показана их применимость для
создания перспективных бортовых вычислительных комплексов. Полученные авторами
результаты говорят о перспективах импортозамещения в области робототехники. -
ПРОИЗВОДИТЕЛЬНОСТЬ МИКРОПРОЦЕССОРА ЭЛЬБРУС-8СВ ДЛЯ РЕШЕНИЯ ЗАДАЧ ТЕХНИЧЕСКОГО ЗРЕНИЯ В УСЛОВИЯХ ОГРАНИЧЕНИЙ ЭНЕРГОПОТРЕБЛЕНИЯ
Н.А. Бочаров , А.Г. Зуев , О. А. Славин2021-04-04Аннотация ▼Исследования в области создания специализированных вычислительных комплексов для
роботов ведутся во многих мировых научных центрах и в том числе в нашей стране. Развитие
возможностей сенсорных систем, систем глобальной навигации, рост вычислительной мощ-
ности и совершенствование алгоритмов позволяют создавать бортовые вычислительные
комплексы, обладающие широкими интеллектуальными возможностями. Важной, но нере-
шенной проблемой остается оснащение таких вычислительных комплексов микропроцессора-
ми отечественного производства. Появление отечественных вычислительных и программных
средств нового поколения, таких как микропроцессор «Эльбрус-8СВ» и ОС «Эльбрус» откры-
вает новые возможности для разработчиков робототехнических комплексов. Пиковая произ-
водительность микропроцессора «Эльбрус-8СВ» составляет более 0,25 ТФлопс двойной точ-
ности, что позволяет решать вычислительно сложные задачи, например задачи технического
зрения, на микропроцессоре. Другим важным требованием бортовой вычислительной техни-
ки, помимо вычислительной мощности, является низкое энергопотребление. Как правило, на
микропроцессорах общего назначения высокая вычислительная мощность невозможна при
низком энергопотреблении, и для решения вычислительно сложных задач технического зрения
используются специализированные процессоры, например, векторные или нейропроцессоры.
Для снижения энергопотребления микропроцессоров общего назначения существуют специ-
альные методы, среди которых авторами были рассмотрены: отключение физических ядер,
снижение тактовой частоты, отключение конвейера, отключение синхроимпульсов в состоя-
нии простоя. Авторами рассмотрены типовые задачи технического зрения, решаемые борто-
выми вычислительными комплексами. Проведены экспериментальные исследования по оценке
энергопотребления и времени выполнения алгоритмов технического зрения при снижении
тактовой частоты и отключения ядер микропроцессора. Эксперименты показали возмож-
ность снижения энергопотребления ядер микропроцессора Эльбрус-8СВ на 36-46% с увеличе-
нием времени выполнения программ. По результатам эксперимента сделаны выводы о приме-
нимости микропроцессора Эльбрус-8СВ для создания перспективных бортовых вычислитель-
ных комплексов, имеющих возможность работы как в режиме высокой производительности,
так и пониженного энергопотребления. Полученные авторами результаты говорят о пер-
спективах импортозамещения в области робототехники.
1 - 3 из 3 результатов
