ИССЛЕДОВАНИЕ ПОДХОДОВ К УНИФИКАЦИИ БОРТОВЫХ ВЫЧИСЛИТЕЛЬНЫХ КОМПЛЕКСОВ

  • Н. А. Бочаров ПАО «ИНЭУМ им. И.С. Брука»
Ключевые слова: Бортовые вычислители, робототехника, COM-Express, VITA90, Эльбрус

Аннотация

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 вычи с-
лительной мощности и совершенствование алгоритмов позволяют создавать бортовые
вычислительные комплексы, обладающие широкими интеллектуальными возможност я-
ми. Важной, но нерешенной проблемой остается оснащение таких вычислительных ко м-
плексов микропроцессорами отечественного производства. Одной из сложностей, пр е-
пятствующей широкому внедрению отечественных средств вычислительной техники
является проблема унификации и стандартизации составных бортовых частей вычи с-
лителей. Унификация модулей бортовых вычислителей позволила бы открыть новые
возможности разработчикам робототехнических комплексов за счет снижения цены и
упрощения разработки и модернизации. В данной статье рассмотрены подходы к уни-
фикации и стандартизации элементов бортовых вычислителей, описан опыт развития
стандартов ANSI/VITA в области бортовых вычислителей, а также приведены примеры
вычислительных модулей в унифицированном формате COM-Express на базе микропро-
цессоров Эльбрус для бортовых вычислителей РТК. Проведены эксперименты с исполь-
зованием унифицированных вычислительных модулей на базе микропроцессор ов Эльбрус-
2С3, Эльбрус-1С+ и Эльбрус-4С. Показана их применимость для создания бортовых вы-
числительных комплексов. Показана необходимость разработки отечественного ста н-
дарта для корпусов и форм-факторов бортовых вычислителей.

Литература

1. Romanov A.M. Obzor apparatno-programmnogo obespecheniya sistem upravleniya robotov
razlichnogo masshtaba i naznacheniya. Ch. 3. Ekstremal'naya robototekhnika [Review of
hardware and software for robot control systems of various scales and purposes. Part 3. Extreme
robotics], Rossiyskiy tekhnologicheskiy zhurnal [Russian Technological Journa], 2020,
Vol. 8, No. 3 (35), pp. 14-32. DOI: 10.32362/2500-316X-2020-8-3-14-32.
2. Bychkov I.N., Lobanov I.N., Molchanov I.A. Resheniya po vklyucheniyu sredstv zashchity
informatsii v vychislitel'nye kompleksy na osnove platformy "El'brus" [Solutions for the inclusion
of information security tools in computing complexes based on the Elbrus platform],
Nanoindustriya [Nanoindustry], 2020, Vol. 13, No. S4 (99), S. 103-104. DOI: 10.22184/1993-
8578.2020.13.4s.103.104.
3. Bocharov N.A. Programmno-apparatnaya platforma "El'brus" dlya resheniya zadach
iskusstvennogo intellekta [Software and hardware platform "Elbrus" for solving artificial intelligence
problems], Nanoindustriya [Nanoindustry], 2021, Vol. 14, No. S7 (107), pp. 638-640.
DOI: 10.22184/1993-8578.2021.14.7s.638.640.
4. Chuchko P.A., Bychkov I.N., Panchenko E.G. Problema unifikatsii moduley na osnove
protsessora "El'brus-2S3" [The problem of unification of modules based on the processor "Elbrus-
2C3"], Nanoindustriya [Nanoindustry], 2021, Vol. 14, No. S7 (107), pp. 96-97. DOI:
10.22184/1993-8578.2021.14.7s.96.97.
5. Available at: http://www.mcst.ru/e4c-com.
6. Available at: http://www.sm1820.ru/2018/09/04/mp18/.
7. Available at: http://www.sm1820.ru/2021/12/10/e2c3-com/.
8. Bocharov N.A., Zuev A.G., Slavin O.A. Proizvoditel'nost' mikroprotsessora El'brus-8SV dlya
resheniya zadach tekhnicheskogo zreniya v usloviyakh ogranicheniy energopotrebleniya [The performance
of the Elbrus-8SV microprocessor for solving problems of technical vision in conditions
of limited energy consumption], Izvestiya YuFU. Tekhnicheskie nauki [Izvestiya SFedU. Engineering
Sciences], 2021, No. 1 (218), pp. 259-271. DOI: 10.18522/2311-3103-2021-1-259-271.
9. Bocharov N.A. Modelirovanie algoritmov katastrofoustoychivosti grupp robotov na
programmno - apparatnoy platforme "El'brus" [Modeling of algorithms for disaster tolerance
of robot groups on the Elbrus hardware and software platform], Radiopromyshlennost' [Radio
Industry], 2019, No. 3, pp. 8-14. DOI: 10.21778/2413-9599-2019-29-3-8-14.
10. Suman Harapanahalli, Niall O Mahony, Gustavo Velasco Hernandez, Sean Campbell, Daniel
Riordan, Joseph Walsh. Autonomous Navigation of mobile robots in factory environment, Procedia
Manufacturing, 2019, Vol. 38, pp. 1524-1531. ISSN 2351-9789. Available at:
https://doi.org/10.1016/ j.promfg.2020.01.134.
11. Pileun Kim, Jisoo Park, Yong K. Cho, Junsuk Kang. UAV-assisted autonomous mobile robot
navigation for as-is 3D data collection and registration in cluttered environments, Automation
in Construction, 2019, Vol. 106, 102918. ISSN 0926-5805. Available at:
https://doi.org/10.1016/ j.autcon.2019.102918.
12. Pieter M. Blok, Koen van Boheemen, Frits K. van Evert, Joris IJsselmuiden, Gook-Hwan Kim.
Robot navigation in orchards with localization based on Particle filter and Kalman filter,
Computers and Electronics in Agriculture, 2019, Vol. 157, pp. 261-269. ISSN 0168-1699,
https://doi.org/10.1016/j.compag.2018.12.046.
13. Vasiliki Balaska, Loukas Bampis, Moses Boudourides, Antonios Gasteratos. Unsupervised
semantic clustering and localization for mobile robotics tasks, Robotics and Autonomous Systems,
2020, Vol. 131, 103567. ISSN 0921-8890, https://doi.org/10.1016/j.robot.2020.103567.
14. Lin S. et al. A Review of Path-Planning Approaches for Multiple Mobile Robots, Machines,
2022, Vol. 10, No. 9, pp. 773.
15. Lamini, Said Benhlima, Ali Elbekri. Genetic Algorithm Based Approach for Autonomous Mobile
Robot Path Planning, Procedia Computer Science, 2018, Vol. 127, pp. 180-189. ISSN
1877-0509, https://doi.org/10.1016/j.procs.2018.01.113.
16. Haitao Zhao, Lingchu Mao, Jibo Wei. Coverage on demand: A simple motion control algorithm
for autonomous robotic sensor networks, Computer Networks, 2018, Vol. 135, pp. 190-200.
ISSN 1389-1286. https://doi.org/10.1016/j.comnet.2018.02.004.
17. Guilherme Maeda, Okan Koç, Jun Morimoto. Phase portraits as movement primitives for fast
humanoid robot control, Neural Networks, 2020, Vol. 129, pp. 109-122. ISSN 0893-6080,
https://doi.org/10.1016/j.neunet.2020.04.007.
18. Bocharov N.A., Paramonov N.B., Alexandrov A.V., Slavin O.A. Solving of tasks of cognitive
control a robots group in multi-core microprocessors "elbrus", CEUR Workshop Proceedings:
Selected Papers of the 2nd International Scientific Conference "Convergent Cognitive Information
Technologies", Convergent 2017, Moscow, 24–26 ноября 2017 года. Moscow, 2017,
pp. 234-244.
19. Bocharov N.A., Gladkikh A.S., Paramonov N.B., Senchenkov S.V. Vozmozhnosti
mikroprotsessorov El'brus-8S i El'brus-8SV dlya resheniya zadach robototekhniki [Capabilities
of Elbrus-8C and Elbrus-8SV microprocessors for solving robotics problems],
Robotizatsiya Vooruzhennykh Sil Rossiyskoy Federatsii: Sb. statey V voenno-nauchnoy
konferentsii, Anapa, 29–30 iyulya 2020 g. [Robotization of the Armed Forces of the Russian
Federation: Collection of articles of the V Military Scientific Conference, Anapa, July 29-30,
2020]. Anapa: Federal'noe gosudarstvennoe avtonomnoe uchrezhdenie "Voennyy
innovatsionnyy tekhnopolis "ERA", 2020, pp. 71-83.
20. Bocharov N.A., Paramonov N.B., Slavin O.A., Suminov K.A. Matematicheskie i programmnye
modeli zadach tekhnicheskogo zreniya robototekhnicheskikh kompleksov na osnove
mikroprotsessorov “El'brus” [Mathematical and software models of technical vision problems of robotic
complexes based on “Elbrus” microprocessors], Tr. Instituta sistemnogo programmirovaniya
RAN [Proceedings of the Institute of System Programming of the Russian Academy of Sciences],
2022, 34 (6), pp. 85-100. Available at: https://doi.org/10.15514/ISPRAS-2022-34(6)-6.
Опубликован
2023-04-10
Выпуск
Раздел
РАЗДЕЛ V. ТЕХНИЧЕСКОЕ ЗРЕНИЕ