Militārās / aviācijas un kosmosa platformas sadarbspējas problēmas sistēmu izstrādātājiem

Thorium: An energy solution - THORIUM REMIX 2011 (Jūnijs 2019).

$config[ads_text] not found
Anonim

Plaši atzīti OSA cenšas uzlabot standartizētu sistēmas pārvaldību

BY JERRY GIPPER
Izpilddirektors
VITA
www.vita.com
Plašā aizsardzības platformu elektroniskās sistēmas sarežģītība ir iedvesmojusi vairākas atvērtās sistēmas arhitektūras (OSA) iniciatīvas, lai pastiprinātu savu spēli. Tā kā šīs iniciatīvas darba grupas sadarbojas ar stratēģijām, lai atrisinātu atlikušās problēmas, joprojām tiek saskaņoti risinājumi augstas veiktspējas iegultās skaitļošanas sistēmām.

Aizsardzības departaments nenodrošina standartizētu atklātu arhitektūras pamatu kopīgām iegultās sistēmas pakalpojumiem. Tas piespiež programmas meklēt risinājumus komerciālajai pasaulei. Piemēram, daudzās militārajās nozarēs pastāv iniciatīvas, kas veicina OSA moduļu savietojamību, apkopi, atvērtību, izmantojamību un uzticamību.

Šīs iniciatīvas izmanto vairākas atšķirīgas OSA uz kuģa un sistēmas formas faktoriem. Programmas saskata daudzas atšķirīgas pieejas (nav pretrunīgas); nav "vienas arhitektūras, lai tos visus pārvaldītu." Katrai no šīm iniciatīvām ir vismaz viens kopīgs mērķis: sadarbspēja. Tomēr šis vienīgais mērķis ir biedējošs izaicinājums.

Daudzām ar OSA saistītām iniciatīvām ir aktīvās darba grupas, kurās tiek apspriesta, izstrādāta un īstenota stratēģija. 1. tabulā uzskaitītas galvenās iniciatīvas aizsardzības lietojumprogrammām, kuras īsteno OSA.

1. tabula. Attiecīgās OSA iniciatīvas ar sistēmu pārvaldības stratēģijām, kas ir obligāti savstarpēji izmantojamiem moduļiem. Tabula Avots: VITA.

Iniciatīvs Sponsors Misija
TENA integrēta tīklu uzlabotā telemetrijas (iNET) projekts Pārbaudes resursu un vadības centrs (TRMC) un to atbalsta ASV Apvienotais štābs TENA ātri un izmaksu ziņā efektīvi veicina diapazonu, iekārtu un simulāciju savietojamību, kā arī veicina daudzu resursu atkārtota izmantošana un sistēmas attīstība.
Moduļu atvērto sistēmu pieeja (MOSA)Aizsardzības departaments (DoD)DoD MOSA ir izstrādāt sistēmas ar ļoti saskanīgiem, brīvi savienotiem un atdalāmajiem moduļiem, kurus var atsevišķi konkurēt un iegādāties no neatkarīgiem piegādātājiem.
Automašīnas integrācija C4ISR / EW savstarpējai izmantojamībai (VICTORY) Rūpniecība Militārās sauszemes transportlīdzekļu elektronikas integrācija.
Moduļu atvērtā radio arhitektūra (MORA)VICTORY, armija CERDEC I2WDPaplašina VICTORY, lai atbalstītu radiofrekvenču (RF) sistēmas.
Nākotnes aeronavigācijas vide (FACE) Atvērtā grupa Valdības nozares programmatūras standarts un biznesa stratēģija pieejamu programmatūras sistēmu iegādei, kas veicina inovāciju un ātru globālo aizsardzības programmu pārnēsājamo iespēju integrāciju.
Sensoru atvērtās sistēmas arhitektūra (SOSA)Atvērtā grupa, FACEĻauj valdībai un nozarei kopīgi izstrādāt atklātus standartus un paraugpraksi, lai iespējotu, uzlabotu un paātrinātu pieejamu, spējīgu un sadarbspējīgu sensoru sistēmu ieviešanu.
Apvienotā kopīgā arhitektūra - lidmašīnas misijas sistēmas

Atvērtā grupa,

ASV armija

FACE faktu veidošana.
Aparatūras atvērtās sistēmas tehnoloģija (HOST)NAVAIRDefinē virtuālo un fizisko saskarni ar aparatūru, lai varētu realizēt aparatūras komponentu savietojamību un atkārtotu izmantošanu.

Standartu risinājumu plašums padara ļoti grūti nodrošināt savstarpēju izmantojamību, kas nepieciešama, lai izstrādātu ilgtermiņa dzīves cikla platformas, kurās tiek apstrādāti vairāku avotu produkti. Viena no lielākajām problemātiskajām jomām ir standartizēta platforma, sistēma vai šasijas vadības stratēģija, kas atbalsta dažādos spēļu standartus šodien.

Sistēmas pārvaldība un savietojamība ir trūkstošā saite
Sistēmas pārvaldība ietver daudzus uzdevumus un parasti ir pielāgojama platformas sarežģītībai. Tipiski uzdevumi ir diagnostika (palaišanas un darbības laikā), aparatūras inventārs, sistēmas pieejamības uzraudzība un metrika, programmatūras inventarizācija un instalēšana, anti-vīrusu un pret ļaunprātīgu programmatūru vadība, lietotāju darbības uzraudzība, jaudas monitorings, drošības pārvaldība, uzglabāšanas vadība, tīkla jaudas un izmantošanas uzraudzību, pret manipulācijām saistītu pārvaldību un daudz ko citu.

Diemžēl bieži daudzās standarta sistēmās sistēmas pārvaldības funkcionalitāte bieži trūkst vai neatbilst. Lai novērstu šo plaisu, standartu izstrādes organizācijas, piemēram, VITA un Open Group, strādā pie risinājumiem, tāpat kā padomes piegādātāji un aizsardzības programmu biroji.

Savstarpējas izmantojamības problēma ir gan aparatūras, gan programmatūras problēma. No aparatūras viedokļa priekšroka dodama OSA risinājumiem, kas nodrošina sadarbspēju, nenorādot konkrētu aparatūras konstrukciju vai ieviešanu. Tas atbrīvo dizainerus, lai īstenotu pārvaldību ar kādu no visdažādākajām vispārējas nozīmes procesoriem vai FPGA vai citu aparatūru.

Programmatūras pusē sistēmas pārvaldības standartam jāatbalsta visu ar sistēmu saistīto datu pieejamība un izmantojamība modulī. Turklāt tam būtu jānodrošina standartizēta datu vākšanas metode analīzes veikšanai, lai atbalstītu sistēmas un šasijas pārvaldību. Visbeidzot, ir jānosaka standartizēts galveno sistēmu pakalpojumu pakalpojums (saskarnes un datu struktūras), kas nodrošina vienotu sistēmas integrāciju. Jo vairāk datu var apkopot, jo labāk, un to var atstāt dizaineris, lai īstenotu to, kas tiem nepieciešams. Vienlaikus sistēmas pārvaldības standartam nevajadzētu:

  • Noteikt dizainu, loģiku vai citādi kavēt jauninājumus vai īstenot unikālas platformas specifiskas prasības. Aizsardzības platformu jutīgums bieži nozīmē, ka ir nepieciešamas radošas brīvības.
  • Ir atkarība no operētājsistēmas izmantošanas, lai pārvaldītu laika un kosmosa resursus, augstas pakāpes programmatūras valodas vai lietojumprogrammu atvērtās arhitektūras izmantošanu. Programmētāji nevēlas iekļūt konkrētos risinājumos.
  • "Pielāgojiet riteni" - pēc iespējas cenšamies norādīt uz esošajiem standartiem, nevis izgudrot jaunas saskarnes un protokolus.

Īstenošanas stratēģija
Iniciatīvas izmanto dažādas sistēmas vadības stratēģijas. TENA integrētais Tīkla uzlabotā telemetrijas (iNET) projekts ir novedis pie pamata sistēmas vadības standartu izstrādes. Standarts pamatā balstās uz Vienkāršo tīkla pārvaldības protokolu (SNMP), lai caur sistēmu ievadītu vadības informāciju. Standarts definē SNMP pārvaldības informācijas bāzi (MIB), lai nodrošinātu vadības informācijas vārdnīcu. Ierīcēs ir lietojumprogrammas, ko sauc par aģentiem, kuri izmanto MIB, lai nodrošinātu savu iekšējo statusu un pieņemtu vadības un konfigurācijas funkcijas. Šis risinājums ir piemērots tīklu sistēmām, kurām nepieciešama pamata sistēmas vadības spēja.

VICTORY iniciatīva ietver Ethernet automašīnu tīklu kā daļu no transportlīdzekļa infrastruktūras; būtībā vadība ir cep arhitektūrā. VICTORY ceļš uz pārvaldības risinājumu ir balstīts uz iNET sistēmas vadības standartu. MORA iniciatīva, kas ir VICTORY daļa, notiek vienā virzienā.

Sarežģītām platformām ar daudziem augstas veiktspējas iegultās informācijas moduļiem pamatotas sistēmas robotu pārvaldības pamatā ir Intel izstrādātā Intelligent Platform Management Interface (IPMI) specifikācija. IPMI ir datoru interfeisa specifikāciju komplekts autonomai datora apakšsistēmai, kas nodrošina pārvaldības un uzraudzības iespējas neatkarīgi no uzņēmējas sistēmas CPU, programmaparatūras (BIOS vai UEFI) un operētājsistēmas.

IPMI nosaka saskarnes kopumu, ko sistēmas administratori izmanto datoru sistēmu ārkārtas joslai pārvaldībai un to darbības kontrolei. Piemēram, IPMI nodrošina veidu, kā pārvaldīt datoru, kas var būt izslēgts vai citādi nereaģēt, izmantojot tīkla savienojumu ar aparatūru, nevis operētājsistēmu vai pieteikšanās čaulu. No šī plaši īstenotā IPMI fonda, citas standartu organizācijas ir izveidojušas standartus, kas raksturīgi to apkalpotajām nozarēm.

Savukārt PICMG izstrādāja PICMG 3.0 aparatūras platformas pārvaldības standartu, kas galvenokārt vērsts uz telekomunikāciju nozari. Tā tika dibināta, pamatojoties uz IPMI 1.5, un ir pierādījusi savietojamību un nozīmīgu lauka testēšanu.

VPX standarts tiek izsaukts vairākās OSA iniciatīvās. VITA dalībnieki izstrādāja ANSI / VITA 46.11 "Sistēmas pārvaldības arhitektūru VPX sistēmām", kas piesaista PICMG 3.0, bet ar apsvērumiem par aizsardzības sistēmu platformām. PICMG 3.0 pārāk sarežģītas vai nevajadzīgas funkcijas tika samazinātas, bet tika veikti šādi uzlabojumi, lai labāk ieviestu izvietotas aizsardzības sistēmas. Šie uzlabojumi ietver:

  • Optimizēta lauka maināmā vienība (FRU) stāvokļa diagramma (ieslēgšanas / izslēgšanas stāvokļa mašīna)
  • Optimizēta FRU atklāšana (ātrāka sistēmas pārvaldības pieejamība)
  • Uzlabota drošības iezīmēšana (NVMRO, papildu FRU valsts biti / uzvedība)
  • Standartizētas diagnostikas vadības funkcijas (uzsākšana un rezultātu apkopošana)
  • DO-178B un DO-254 apzinoša (daudzpakāpju kontroliera arhitektūra)

Tagad rodas jaunas problēmas saistībā ar Atvērtās tehnoloģijas aparatūras tehnoloģiju (HOST) iniciatīvu, kurā tiek jautāts, vai esošie standarti ir pilnīgi un pietiekami, nosakot visas nepieciešamās saskarnes un protokolus. Pašreizējā HOST 2. līmeņa specifikācija ļauj izmantot divas nesaderīgas šasijas vadības pieejas. Ārpusbāzes (īpaša) komunikācija izmanto zemu joslas platumu I 2 C autobusu, izmantojot ANSI / VITA 46.11, bet ātruma un datu struktūras izmēru ierobežojumi ierobežo dažus vēlamos funkcionalitātes. In-band saziņas kanāls izmanto augstas frekvenču joslas platumu Ethernet, bet HOST tā nav precīzi definējusi. Šajā brīdī, izmantojot HOST specifikāciju, in-band un ārpusbiržas šasijas vadība nav saderīga.

HOST darba grupa ir aptaujā potenciālos lietotājus, sistēmu integrētājus un galvenos darbuzņēmējus viņu ieguldījumos. Agrīna atgriezeniskā saite izceļ potenciālo nepietiekamību ANSI / VITA 46.11. Lielākā daļa no problēmām koncentrējas uz to, vai I 2 C ir pietiekami daudz joslas platuma visam, kas jāuzrauga.

Par laimi, VPX elastīgums sniedz daudzas piemērotas iespējas, lai iegūtu papildu joslas platumu. Izaicinājums HOST un VITA darba grupām ir nulles risinājums, kas vislabāk darbojas izvietotajās platformās. Viena no iespējām uz galda ir uzlabot ANSI / VITA 46.11, lai pievienotu piemērojamās IPMI 2.0 funkcijas, kas attiecas uz dažām trūkstošajām iespējām. Tiek ņemti vērā uzlabojumi programmaparatūras pārvaldībā, diagnostikas vadībā un drošībā.

Risinājumi parādās
VPX standartu saime turpina pievienot spējas, ko ietekmē lietotāju kopiena, jo īpaši mil / aero lietotāji. Piegāde produktiem no tādām kā Abaco Systems, Curtiss-Wright aizsardzības risinājumi, Elma Electronics un Mercury Systems ietver atbalstu ANSI / VITA 46.11 sistēmas pārvaldībai. Tie nodrošina backplanes un individuālu apstrādi un I / O moduļus līdz galam, lai pabeigtu sistēmu, kas ir gatava integrācijai aizsardzības platformā.

Daudzos gadījumos tiks izmantoti vairāku šo piegādātāju moduļi, tāpēc sistēmas pārvaldības atbalsta līmenis kļūst kritisks. Elma Electronics OpenVPX backplane ( 1. attēls ) ietver sistēmas vadības saskarnes. Arī vairāki Mercury Systems Ensemble 3000 un Ensemble 6000 OpenVPX plātņu produktu dalībnieki ir iebūvētie IPMI kontrolleri ( 2. attēls ).

1. attēls: Elma Electronics OpenVPX korpusā ir sistēmas vadības saskarne saskaņā ar VITA 46.11. Attēlu avots: Elma Electronics.

2. attēls. Vairāki Mercury Systems 'Ensemble 3000 un Ensemble 6000 OpenVPX ražoto produktu dalībnieki ir iebūvēti IPMI kontrolleri.