СОВРЕМЕННАЯ ЭЛЕКТРОНИКА №8/2014

СОВРЕМЕННЫЕ ТЕХНОЛОГИИ 22 WWW.SOEL.RU СОВРЕМЕННАЯ ЭЛЕКТРОНИКА ◆ № 8 2014 Это означает, что всего требуется 1537 FC-кадров, как это и показано на рисун- ке 2. Между ADVB-кадрами необходимо вставлять неотображаемые символы «бездействия», которые используются для синхронизации передатчиков и при- ёмников и служат в качестве механизма подстройки синхронизации гашения по вертикали и по горизонтали. Г ИБКОСТЬ И ВЗАИМОЗАМЕНЯЕМОСТЬ Стандарт ARINC 818 покрывает прак- тически всё разнообразие существую- щих видеоформатов, схем цветового кодирования, классов синхронизации и объёмов, подлежащих встраиванию данных, благодаря чему разработчик системне заперт в строгих рамках. Одна- ко построить систему, способнуюрабо- тать со всеми возможными сочетаниями характеристик, практически нереально. Поэтому каждая разработка требует соз- дание документа, описывающего необ- ходимую конфигурацию интерфейса протокола Arinc 818 (Interface Control Document, ICD). Этот документ нужен для описания области задач проекта и упрощает его реализацию. Бесплатные образцы-шаблоны ICDможно найти на сайте www.ARINC818.com . П РЕДЫСТОРИЯ РЕДАКЦИИ СТАНДАРТА ARINC 818-2 И НОВЫЕ ВОЗМОЖНОСТИ На протяжении последних восьми лет стандарт ARINC 818 быстро распро- странялся в военной и коммерческой авиакосмической индустрии в качестве самого предпочтительного видеоин- терфейса для тех применений в авио- нике, где требуется высокая пропускная способность и малые задержки. Совре- менные «Стеклянные кабины» с экран- ной индикацией насыщены линиями передачи стандарта ARINC 818. Уве- личение количества таких каналов дало толчок к переходу на ARINC 818 и в области коммутации и организации интерфейса с датчиками, видеокамера- ми, радарами, улучшенными система- ми видения для пилотов, регистратора- ми, бортовыми компьютерами (mission processors) и многими типами диспле- ев. Для удовлетворения потребностей разрабатываемых в настоящее время сложных ARINC 818-систем специфи- кация ARINC 818 была обновлена. Бла- годаря этому она позволяет работать с более широкой номенклатурой дат- чиков, с широкодиагональными дис- плеями, передавать командно-управ- ляющую информацию, осуществлять сжатие и кодирование данных, син- хронизацию датчиков и коммутацию видеопотоков. Многие вновь введен- ные возможности позволяют приме- нять стандарт ARINC 818 для работы с новыми классами датчиков и систем в области ISR и противодействия. Далее даётся краткий обзор новых возможно- стей спецификации. Весной и летом 2013 года специали- сты аэрокосмической отрасли, пред- ставлявшие такие компании, как Airbus, Boeing, Cotsworks, DDC, Honeywell, SRB Consulting и Thales, вместе со специали- стами компании Great River Technology (в роли отраслевого координатора) разработали Дополнение 2 к рассма- триваемой спецификации. На про- межуточной сессии Airlines Electronic Engineering Committee (AEEC), состо- явшейся в Загребе (Хорватия) в конце октября 2013 года, проект получил еди- нодушное одобрение исполнительного комитета организации. В том же году, 18 декабря, ARINC официально опубли- ковала эту редакцию под обозначени- ем ARINC Specification 818-2. П РОПУСКНАЯ СПОСОБНОСТЬ На тот момент, когда утверждался стандарт ARINC 818, протокол оптово- локонного канала (FC-AV) поддержи- вал скорости передачи 1,0625, 2,125, 4,25 и 8,5 Гбит/с. Затем, со временем, появились каналы со скоростью пере- дачи 14,025 и 28,05 Гбит/с. Сегодня же планируются ещё более высокие ско- рости. Например, для дисплея форма- та WQXGA (кадровая частота 30 Гц, раз- решение 2560 × 1600 пикселей, 24-раз- рядное кодирование цвета) требуется пропускная способность 3 864 Мбит/с. В версию ARINC 818-2 введены скоро- сти передачи 5,0, 6,375 (FC 6x), 12,75 (FC 12x), 14,025 (FC 16x), 21,0375 (FC 24x) и 28,05 (FC 32x) Гбит/с. Опции 6x, 12x и 24x были введены с тем, что- бы сделать возможным использование в качестве физической среды передачи высокоскоростного двунаправленного канала на коаксиальном кабеле с элек- тропитанием. Аэрокосмическая отрасль начинает применять для подключения датчи- ков и дисплеев системы связи, харак- теризующиеся очень высокими ско- ростями передачи. Программируемые пользователем вентильные матрицы (Field Programmable Gate Array, FPGA) Virtex 7 фирмы Xilinx и Stratix V ком- пании Altera имеют модификации с трансиверами, работающими на скорости 28Гбит/с, что позволяет реа- лизовывать на базе спецификации ARINC 818 ультраскоростную связь. С ЖАТИЕ И ШИФРОВАНИЕ В исходной версии стандарта ADBV была предусмотрена только передача несжатой видео- и аудиоинформации. Однако такие приложения, как датчи- ки с высоким разрешением, беспилот- ные летательные аппараты / беспилот- ные авиационные системы (UAV/UAS) с ограниченной пропускной способно- стью канала «воздух–земля» и системы, в которых требуется передавать толь- ко данные, заставляют предусматри- вать процедуру сжатия и/или кодиро- вания (шифрования) передаваемой информации. Это вызвало оживлён- ные дискуссии о том, что необходимо заложить в стандарт. Например, следу- ет ли определить в нём кодеки, алго- ритмы и обмен ключами? В конце кон- цов, было решено внедрить в контейне- ры ARINC 818 только флаги-признаки, чтобы идентифицировать, подвергнут ли полезный контент (будь то видео- информация, аудиоинформация или Рис. 2. Пример XGA-изображения пакетированного в 1537 ADVB-кадров; показано также время гашения (Idle OS) Заголовок видеокадра 1-я строка видеокадра ADVB-кадр 0 FC-кадр 2 1/2 видеостроки Символы бездей- ствия Символы бездей- ствия ADVB-кадр 1 1535-й ADVB-кадр 1535-й ADVB-кадр Idle OS – Символы бездействия – символы, добавляемые в поток с целью подстройки синхронизации по горизонтали и вертикали 768-я строка видеокадра . . . . Неотображаемый символ «бездействия» (время гашения) Поле «Начало кадра» Поле заголовка кадра FC Поле «полезного контента» Поле кода циклического контроля Поле «Конец кадра» © СТА-ПРЕСС