СОВРЕМЕННАЯ ЭЛЕКТРОНИКА №8/2014

СОВРЕМЕННЫЕ ТЕХНОЛОГИИ 23 WWW.SOEL.RU СОВРЕМЕННАЯ ЭЛЕКТРОНИКА ◆ № 8 2014 Красный + + Зелёный Синий RGB = просто данные) кодированию и/или сжатию. Несмотря на то, что изначально стан- дарт ARINC 818 разрабатывался для систем управления и отображения, в которых центральную роль играет человек, существуют ситуации, когда требуется либо кодирование инфор- мации, либо её сжатие, либо и то и дру- гое вместе. Сжатие позволяет сократить объём видеоданных настолько, что их можно передавать или регистрировать даже при использовании сильно огра- ниченных по пропускной способности каналов передачи «воздух–земля» или при ограниченных ресурсах, отведён- ных на хранение информации. Коди- рование защищает данные в процессе передачи, что необходимо при рабо- те с конфиденциальной или секрет- ной информацией. Эти дополнитель- ные возможности могут позволить использовать некий датчик, который был разработан для применения как в системе с оператором, так и в необ- служиваемой системе (например, на беспилотнике). Для этого потребует- ся внести лишь минимальные измене- ния в интерфейсы стандарта ARINC 818. В полном соответствии с идеологиче- ским принципом ARINC 818, обеспечи- вающим максимальную гибкость, для каждого отдельного проекта выпуска- ется документ описания интерфейса (ICD), который специфицирует кон- кретные детали реализации. К ОММУТАЦИЯ При разработке стандарта ARINC 818 ставилась задача добиться 100-про- центного качества обслуживания, поэтому в него был заложен протокол, ориентированный на схему связи «точ- ка–точка». Однако, в связи с быстрым ростом на борту самолётов числа камер, датчиков и дисплеев и с соответствую- щим увеличением количества каналов ARINC 818, возникла необходимость ввести в спецификацию функцию их коммутации. От спецификации FC-AV контейне- ры ARINC 818 «унаследовали» иденти- фикаторыисточника данных и её полу- чателя. Поэтому, в принципе, возможна маршрутизация на основе соответству- ющих адресов. Но с практической точ- ки зрения для данных или аудиоинфор- мации реализовать это было бы трудно, так как в этом случае размеры контей- нера могут меняться, а задержка выхода на конец передачи полезного контента становится слишком большой. Что каса- ется видео, то рассматриваемая специ- фикация требует, чтобы активная ком- мутация происходила только между передачами видеокадров. На практи- ке – во избежание повреждения видео- кадров – коммутация должна отклады- ваться до истечения периода гашения по вертикали. В целях обеспечения взаимо- заменяемости, рассматриваемая специ- фикация формализует к техническим средствам только несколько требова- ний, а исходя из принципа обеспече- ния максимальной гибкости, даются лишь самые общие указания по данно- му вопросу – с отсылкой к ICDпроекта, где должны описываться конкретные детали реализации. П ОСЛЕДОВАТЕЛЬНАЯ ПЕРЕДАЧА ЦВЕТОВ ПО ПОЛЯМ С целью поддержки режима после- довательной передачи цветов по полям в стандарт был введён код описания видеоформата. В указанном режиме каждый компонент цвета передаётся в отдельном контейнере и есть возмож- ность передавать не только основные цвета, как это характерно для тради- ционных систем. Как правило, каждый цвет передаётся на более высокой ско- рости, поддерживаемой быстрым стро- бированием светодиодных излучателей (LED). Например, в режиме RGB («крас- ный–зелёный–синий») передаётся сна- чала содержимое красной составляю- щей кадра R, затем зелёной G, потом синей B, после чего цикл повторяется, как это показано на рисунке 3. Каждый контейнер будет передаваться с утроен- ной частотой смены кадров, то есть 180 Гц для 60-герцевого видео. Новые ЖК-технологии (LCD) исполь- зуют в настоящее время именно этот режим, поскольку он не требует интер- поляции в промежутках между пиксе- лями (sub-pixels), благодаря чему даёт возможность применять более дешё- вые компактные дисплеи. Эти дисплеи могут быть прозрачными, так как не требуют цветовых фильтров. Как пра- вило, они характеризуются более высо- кой контрастностью изображения и широким углом обзора. Описанные характеристики делают данную тех- нологию наиболее предпочтительной при создании нашлемных индикаторов и носимых дисплеев. О БЪЕДИНЕНИЕ КАНАЛОВ ПЕРЕДАЧИ Одним из способов преодоления ограничений пропускной способ- ности является использование несколь- ких параллельных каналов. Видеокадр разбивается на более мелкие сегменты и передаётся по двум или более физи- ческим каналам. Потребность в таком решенииможет быть связана с необхо- димостьюиспользовать кабельные кана- лы, которые имеют ограниченнуюпро- пускную способность. Это может быть продиктовано также и соображениями экономии. ПЛИС (FPGA) с двумя линия- ми со скоростьюпередачи 3,1875 Гбит/с каждая обойдётся дешевле, чем та же матрица, имеющая одну линию с про- пускной способностью 6,375 Гбит/с. Например, для передачи изображе- ния формата WQXGA с 24-битной глу- биной цвета при частоте кадров 60 Гц требуется канал с пропускной способ- ностью 737 280 000 бит/с. При исполь- зовании опции связывания каналов такое изображение можно «расщепить» и передать через два канала ARINC 818 со скоростью 4,25 Гбит/с на каждом. Стандарт ARINC 818 позволит при- менять два способа связывания кана- лов – на пиксельном уровне (нечётные/ чётные пиксели) и на уровне видео- строки (левая/правая), что показано на рисунке 4. К АНАЛЫ ПЕРЕДАЧИ ДАННЫХ В спецификацию введена опция работы с каналами связи, предназна- ченными исключительно для передачи данных (но не видео- или аудиоинфор- мации). Такие каналы обычно исполь- зуются для передачи команд и управ- ляющих данных. Например, «нормаль- Рис. 3. Пример реализации режима последовательной передачи цветов по полям, показывающий как RGB-изображение передаётся посредством последовательной передачи трёх изображений в трёх основных цветах © СТА-ПРЕСС