Подписка на новости

Опрос

Нужны ли комментарии к статьям? Комментировали бы вы?

Реклама

 

2008 №12

Eurotech Group: встраиваемые компьютеры для систем обеспечения безопасности, обороны и авионики

Дроздов Сергей  
Золотарев Сергей  

Статья открывает цикл материалов, посвященных решениям одной из ведущих транснациональных компаний в области встраиваемых компьютеров — Eurotech Group. Заказчиков во всем мире привлекает надежность встраиваемых компьютеров Eurotech Group, ее полное соответствие международным и отраслевым стандартам в области качества выпускаемой продукции, возможность использования этих изделий в расширенном температурном диапазоне (от –40 до +85 °C и по заказу от –55 до +85 °C) и их длительный жизненный цикл (от 5 до 15 лет). В первой статье дается обзор основных встраиваемых компьютеров Eurotech Group, рассматриваются решения на базе форм-факторов PC-104 и PC-104-Plus, а также приводятся примеры их применения в России для систем обеспечения безопасности, обороны и авионики.

Все статьи цикла:

О компании Eurotech Group

В настоящее время Eurotech Group представляет собой крупную транснациональную, вертикально интегрированную компанию в области встраиваемых компьютерных технологий (ВКТ) и может предложить своим заказчикам практически все необходимое для создания конкурентоспособной продукции, включая аппаратные средства различного уровня (как готовые, так и сделанные на заказ), программное обеспечение, интеграцию, обучение и консалтинг. Географически объемы продаж Eurotech Group распределены следующим образом: Северная Америка — 39%, Азия — 33%, Европа — 23%, страны других частей света — 5%. Основная доля заказчиков Eurotech Group — это крупные OEM–производители в области авионики, промышленности, транспорта, обороны и медицины (табл. 1). Ориентация на указанные вертикальные рынки проявляется, прежде всего, в том, что бóльшая часть продукции Eurotech Group разрабатывается и производится в соответствии со стандартами, ориентированными на системы специального назначения, например MIL–STD–461/1275/704/810. Эти стандарты определяют очень жесткие требования к выпускаемой продукции по таким критериям, как защита от электромагнитного излучения и помех, ударные нагрузки, вибрация, прочность конструкции и другие, что обеспечивает возможность ее применения на этих вертикальных рынках. Как правило, длительность жизненного цикла продукции Eurotech Group — от 5 до 15 лет, что также крайне важно для указанных отраслей. Продукцию Eurotech Group используют и российские OEM–производители (более подробно об этом будет сказано далее). Многие отечественные разработчики по достоинству оценили преимущества продуктов компании Eurotech Group, что дает им возможность в полной мере пользоваться их конкурентными преимуществами.

Таблица 1. Вертикальные рынки и ключевые заказчики Eurotech Group
Сектор % продаж в 2007 году Продукты Ключевые заказчики
Промышленность 61% Устройства: одеваемые (Wearable) компьютеры, счетчики пассажиров,
WAN–оптимизаторы, сотовые модемы
Стационарные компьютеры: настенные, стоечные и панельные,
платы PCI, промышленные LCD–мониторы
Встраиваемые платы
Nicon, Chevron,
Tyco, Mitsubishi,
Adgilent Technologies
Транспорт 20% Устройства: одеваемые (Wearable) компьютеры, счетчики пассажиров,
мобильные роутеры доступа, мобильные точки доступа Wi–Fi
Мобильные компьютеры: мобильные компактные компьютеры, мобильные компьютеры в стеке PC/104
Встраиваемые платы
Alstom, AnsaldoSTS,
Boeing, Bombardier
Оборона 13% MIL/COTS решения: сетевые подсистемы, одеваемые (Wearable)
компьютеры, мобильные компьютеры, защищенные дисплеи
Заказные разработки: панели оператора в кабине,
переносное (manpack) радио, тестовые полетные дисплеи
Встраиваемые платы
Thales, General Dynamics,
Finmeccanica,
Lockneed Martin,
Bae Systems,
L3 communications
Медицина 4% Магнитно–резонансные изображения
Компьютерная томография
Рентгеновское оборудование
Medtronic, Gendex,
GE Healthcare
Исследовательские институты 2% HPC (компьютеры высокой производительности) INFN, Desy,
Sandia National Laboratories

Eurotech Group прошла путь от малоизвестной в 90–х годах прошлого века инжиниринговой итальянской компании Eurotech S.p.a., состоящей из дюжины сотрудников, до крупного игрока на рынке ВКТ. Сегодняшнее положение компании Eurotech Group — это итог целенаправленной политики, ориентированной на приобретение других компаний (рис. 1), взаимно дополняющих друг друга по номенклатуре выпускаемой продукции (аппаратных и программных средств). На рис. 1 показана динамика приобретения компаний по всему миру с указанием стоимости акций конкретной компании и даты приобретения. Сверху каждого столбца на рис. 1 указан суммарный объем продаж Eurotech Group в определенном году (в млн евро). В настоящее время Eurotech Group включает следующие компании (некоторые из которых сами являются холдингами): Eurotech Spa (Италия, www.eurotech.it), Eurotech, Ltd. (Великобритания), Eurotech Oy (Финляндия), Eurotech France (Франция, www.eurotechfrance.fr), EthLab (Италия), Arcom (США), Applied Data Systems (США), Parvus (США), Advanet Group (Япония), Vantron (Китай). Всего в компании работает 624 сотрудника, из них 242 — это инженеры и разработчики, в отделах продаж — 66, в маркетинге — 23, в руководстве и администрации — 97, вспомогательный персонал — 196.

Рис. 1. Динамика развития Eurotech Group
Рис. 1. Динамика развития Eurotech Group

В таблице 2 приведены данные об основных продуктовых линейках Eurotech Group: платах и модулях в различных форм–факторах, готовых прикладных платформах и готовых к использованию продуктах. При разработке большинства изделий для OEM–производителей Eurotech придерживается следующих принципов:

Таблица 2. Основные продуктовые линейки Eurotech Group
Платы и модули Готовые прикладные платформы
(Application Ready Platformsσ ARP)
Готовые к использованию продукты
(Ready to Use products, R2U)
Процессорные, коммуникационные
и платы ввода/вывода в формате VME
DuraCor: защищенные встраиваемые
компьютеры в военном исполнении
Одеваемые (Wearable) компьютеры
в стандартном и защищенном исполнении
Процессорные, коммуникационные
и платы ввода/вывода в формате CompactPCI
DuraVis: защищенные дисплеи
в военном исполнении
Сетевые устройства
(маршрутизаторы, менеджеры связи,
беспроводные роутеры)
Процессорные платы
в формате CompacPCI Express
DuraCor: защищенные встраиваемые
компьютеры для транспорта
Счетчики пассажиров
PMC ввода/вывода
и коммуникационные мезонины
DuraNav: встраиваемые компьютеры
низкой стоимости для AVL/AVM (Automotive Vehicle
Locating/Automatic Vehicle Monitoring)
приложений для позиционирования
и мониторинга состояний подвижных объектов
Мобильные беспроводные модемы
Процессорные, коммуникационные
и платы ввода/вывода
в форматахе PC/104 и PC/104–Plus
Одеваемые (Wearable) компьютеры:
стандартные и защищенные
Мобильные роутеры доступа
Процессорные платы в формате EBX Стековые конструкции PC/104:
модульные PC/104
Защищенные маршрутизаторы
и концентраторы
Процессорные платы в формате EPIC Семейство ICE (компактные промышленные
корпуса — Industrial Compact Enclosure)
Логгер данных и мосты ZigBee
Процессорные модули в формате ComExpress 19″ шкафы HPC (компьютеры высокой
производительности)
Процессорные платы
в частно–фирменных форм–факторах
Промышленные и панельные PC  
Модули (Bitsy, Catalyst и т. п.) Сенсорные интерфейсы ZigBee GP  
Compact PCI Bus Boards, VME Bus Boards, PMC Boards, PCI Bus Boards Industrial PC, DuraMar DuraNet, DuraCor, DuraNav Zypad, PeopleCounter, RiderNet
  • Обеспечение расширенных рабочих температур (ETR) от −20 до +70 °C или от −40 до +80/85 °C (по заказу — от −55 до +85 °C) через квалификационное тестирование.
  • Согласованность со стандартами MIL–STD–461/1275/704/810.
  • Продукты разрабатываются для массового производства и автоматизированного тестирования.
  • Проектирование и производство, ориентированное на обеспечение длительного жизненного цикла продукта (от 5 до 15 лет).
  • Широкое употребление технологии SMD (поверхностного монтажа), отказ от использования гнезд или памяти SODIMM.
  • Структурное рассеивание тепла для высокопроизводительных процессоров, как это показано на рис. 2.
  • Отсутствие вентиляторов для модулей и систем.
  • Высокая интеграция периферийных устройств — минимальное число системных плат.
  • Использование специализированных интерфейсных модулей для обеспечения лучшей электромагнитной совместимости, фильтрации и защиты от помех.
Рис. 2. Схема рассеивания тепла для систем на базе модулей PC/104
Рис. 2. Схема рассеивания тепла
для систем на базе модулей PC/104

Eurotech Group выпускает платы и модули в различных форм–факторах, соответствующих международным стандартам VME, CompactPCI, CompactPCI Express, PC/104, PC/104–Plus, EBX, EPIC, ComExpress, а также реализованных на основе частно–фирменных решений. Наибольшую известность и распространение в Европе и, в частности, в России получили платы и модули Eurotech в стандартах PC/104 и PC/104–Plus. Поэтому мы остановимся более подробно именно на этой продуктовой линейке.

Платы и модули Eurotech Group в форматах PC/104 и PC/104–Plus

Основная номенклатура плат в форматах PC/104 и PC/104–Plus — это процессорные модули. Причем все процессорные модули могут быть поставлены как в стандартном температурном диапазоне от 0° до +60 °C (или +50 °C), так и в расширенном — от −40 до +85 °C (по заказу — от −55 до +85 °C). Большинство процессорных плат Eurotech Group в форматах PC/104 и PC/104–Plus имеют некоторые общие характеристики, такие как возможность загрузки с флэш–диска, поддержка IDE–интерфейса, последовательные порты, USB 1.1 или USB 2.0, графический интерфейс для CRT и LVDS, аудиоинтерфейс AC97, интерфейс для мыши, клавиатуры, Ethernet (Gigabit или 10/100 Мбит/с). Для работы с платами и модулями PC/104 и PC/104–Plus можно использовать операционные системы Linux, QNX, Windows XP, Windows CE, VxWorks (дополнительно). В настоящее время процессорные модули выпускаются с различными процессорами: Pentium M (CPU–1484, CPU–1482), Celeron M (CPU–1474, CPU–1472), XScale PXA270 (TITAN), XScale PXA255 (VIPER), Pentium III (CPU–1464, CPU–1462), Celeron (CPU–1454, CPU–1452), AMD Geode GX466 (CPU–1433, CPU–1233) и AMD Élan SC520 (CPU–1421).

Eurotech Group стала одной из первых в мире компаний на рынке ВКТ, которая анонсировала и выпустит в конце 2008 года изделия с новым процессором Atom компании Intel: модуль центрального процессора ISIS в формфакторе PC/104–Plus (состоящего из процессорного модуля Catalyst и платы–носителя) и одноплатный компьютер PROTEUS (в двух конфигурациях — как автономное устройство или как модуль COM Express). Об этих изделиях мы поговорим подробнее в следующих статьях.

Кроме процессорных модулей Eurotech Group предлагает заказчикам набор периферийных, коммуникационных модулей и модулей сбора данных в формате PC/104 и PC/104–Plus. Многие модули выпускаются для работы не только в расширенном температурном диапазоне, но и с влагозащитным покрытием. Периферийные модули обеспечивают широкую функциональность для обработки видеоинформации (CTR–1475, INT–1462), аудиоинформации (INT–1410 — аудиоконтроллер с 4–канальным кодеком) и для работы с картами PCMCIA–CARDBUS (CTR–1462). Широкая номенклатура модулей сбора данных и управления обеспечивает прием и выдачу аналоговой и дискретной информации. В таблице 3 приведены данные по коммуникационным модулям.

Таблица 3. Коммуникационные модули
в формате PC/104 и PC/104–Plus
Наименование
продукта
Описание
COM–1452 RoHS 5–канальная плата контроллера
Ethernet 10/100, PC/104–Plus, −40…+85 °C
COM–1289 RoHS 12–канальный GPS–приемник и Tri–band
GSM/GPRS–модем, PC/104, −40…+85 °C
COM–1274 RoHS Модуль с 8 последовательными портами
и до 2 TTL CAN портов, PC/104, −40…+85 °C
COM–1267 RoHS Коммутатор с пятью 10/100MB Ethernet–портами,
PC/104, −40…+85 °C
COM–1250,1251 Интерфейсы MIL–STD–1553, 1/2–канала,
PC/104, −40…+85°C
COM–1240 RoHS Модуль с MVB–интерфейсом,
PC/104, −25…+85 °C

Eurotech Group поставляет заказчикам источники питания, выполненные в формате плат PC/104 для использования в расширенном температурном диапазоне от −40 до +85 °C и ориентированные на применение в автомобильном транспорте (ACS–5151), в авиации и железнодорожном транспорте (ACS–5161). Еще одной важной составляющей в продуктовой линейке изделий на основе форм–фактора PC/104 являются корпуса. Eurotech Group предлагает заказчикам несколько вариантов корпусов для различного количества модулей. Об этом будет подробно рассказано во второй статье цикла о Eurotech Group, посвященной изделиям для транспорта.

Примеры применения плат и модулей PC/104 Eurotech Group для систем обеспечения безопасности, обороны и авионики

Назовем лишь некоторые зарубежные изделия, в составе которых применена продукция Eurotech Group: AH–64 Apache, AH/MH–6 Littlebird, B1–B Lancer, AC–130H Spectre, EA–6B Prowler, E–4B NAOC, EFV/AAAAV, F–14 Tomcat, F–15 Eagle, F–16 Falcon, F–22 Raptor, HMMWV, M48 Chaparral, Nimitz Carriers, P–3C Orion, P–8A MMA, QF–4 Phantom, Rover III Datalink, T–38 Talon, UH–60 Blackhawk. Среди зарубежных заказчиков продукции Eurotech Group можно назвать крупнейшие мировые компании, такие как BAE Systems, Battelle, Boeing Company, General Dynamics, L–3 Communications, Lockheed Martin, Northrop Grumman, Raytheon, SAIC, Sikorsky.

Среди отечественных OEM–производителей, использующих продукцию Eurotech Group, назовем такие известные компании, как ГосНИИАС (Москва), ОКБ «Авиаавтоматика» (Курск), НПК «ЭЛАРА» (Чебоксары), НПО «Прибор» (Санкт–Петербург), ОАО «Техприбор» (Санкт–Петербург), УКБП (Ульяновск). Первые отечественные изделия с использованием продукции Eurotech появились еще в середине 1990–х готов [1].

ОКБ «Авиаавтоматика» применяет продукцию Eurotech Group для производства защищенных бортовых накопителей (ЗБН), таких как ЗБН–МР. ЗБН–ГА, предназначенных для использования в составе бортовых систем контроля и регистрации полетной информации, и ЗБН–МР–К — для морских судов. В качестве примера рассмотрим устройство ЗБН–МР, ЗБН–МР [2] осуществляет прием звуковой информации, запись информации в энергонезависимую память, сохранение зарегистрированной полетной информации в случае летного происшествия, перезапись информации на наземную систему для последующей обработки и анализа. Технические характеристики ЗБН–МР:

  • регистрация звуковой информации — не менее 2 последних часов полета,
  • регистрация параметрической информации — не менее 25 последних часов полета,
  • наработка на отказ — 10 000 часов,
  • потребляемая мощность — менее 20 Вт.

Продукция Eurotech Group также используется в других изделиях ОКБ «Авиаавтоматика», таких как серия систем «КАРАТ–Б», «КАРАТ–Б–25», «КАРАТ–Б–29K–01». Это бортовые системы сбора, обработки, контроля и регистрации полетной информации (рис. 3).

Рис. 3. 'КАРАТ' - аварийно-эксплуатационные системы сбора и регистрации полетной информации (ОКБ 'Авиаавтоматика') на базе продукции Eurotech Group
Рис. 3. «КАРАТ» — аварийно–эксплуатационные
системы сбора и регистрации полетной информации
(ОКБ «Авиаавтоматика»)
на базе продукции Eurotech Group

ОАО «НПО "Прибор"» (Санкт–Петербург) использует продукцию Eurotech Group при производстве твердотельных бортовых накопителей ТБН–К–4, серия 2, ТБН–К–4–1, ТБН–К–4–2 [3]. Устройства типа ТБН–К–4 (рис. 4) являются эксплуатационными накопителями систем сбора и обработки полетной информации и обеспечивают регистрацию полетной информации на легкосъемную карту памяти. Основные характеристики этих изделий:

Рис. 4. Твердотельный бортовой накопитель ТБН-К-4<br />(НПО 'Прибор') на базе продукции Eurotech Group
Рис. 4. Твердотельный бортовой накопитель ТБН–К–4
(НПО «Прибор») на базе продукции Eurotech Group
  • масса 3 кг,
  • напряжение питания (постоянный ток) 27 В,
  • потребляемая мощность 15 Вт (плюс обогрев 120 Вт),
  • наработка на отказ 10 000 часов. Условия эксплуатации:
  • температура: от −60 до +60 °С,
  • влажность: 98% при +35 °С. Механические воздействия:
  • вибрация: до 5 g,
  • ударные нагрузки: до 8 g.

Продукция Eurotech Group также используется в других изделиях НПО «Прибор», таких как блоки сбора и обработки параметрической информации БСПИ–6, серия 2 (2.1). Устройство БСПИ–6, серия 2 (2.1), предназначено для приема, преобразования и обработки аналоговых сигналов, разовых команд и последовательного кода и формирования информационных потоков для записи в бортовые накопители, а также для выдачи отчетов в самолетные бортовые печатающие устройства и пульт, наземным службам через систему ACARS [4](). Приборы БСПИ–6, серия 2 (2.1), заменят ранее разработанный БСПИ–6 в составе бортовых систем сбора и обработки полетной информации на самолетах типа Ту–204, Ту–214, Ту–234, Ту–334, Ил–96, ИЛ–114, Бе–200 и других.

Продукция Eurotech Group использована в многофункциональном индикаторе (рис. 5) НПК «ЭЛАРА», входящем в состав пилотажно–навигационного комплекса ПНК–10ПУ–02, который предназначен для решения задач навигации и пилотирования самолета на всех этапах полета в простых и сложных метеоусловиях, в любое время года и суток над сушей и над морем в диапазоне географических широт ±89°.

Рис. 5. Многофункциональный пульт управления для жестких условий эксплуатации (НПК 'ЭЛАРА')
Рис. 5. Многофункциональный пульт управления
для жестких условий эксплуатации (НПК «ЭЛАРА»)

И, наконец, очень интересным применением модулей PC/104 от Eurotech Group являются контроллеры компании «ФИОРД»: программируемые коммуникационные контроллеры «ФИОРД–001», «ФИОРД–101» и «ФИОРД–201» (рис. 6). Они предназначены для обеспечения обмена данными между различными контроллерами, УСО и SCADA–системами по RS232/485 и Ethernet. В качестве примера рассмотрим контроллер «ФИОРД–101»: он имеет процессор Geode GX1 266 MГц, ОЗУ 128 Мбайт, FLASH–диск 64 Мбайт, порты Ethernet 10/100 Мбит/с и Ethernet 10 Мбит/с, 10 последовательных портов (1 порт — технологический RS232, 5 портов RS232, 4 конфигурируемых порта RS232/RS422/RS485), напряжение питания — 18–36 В постоянного тока, потребляемую мощность — не более 25 Вт. Контроллер работает под управлением ОС Linux и программируются с помощью системы программирования контроллеров ISaGRAF компании ICS Triplex, которая обеспечивает гибкое конфигурирование процедур обмена и обработку данных. Контроллеры выполняют обмен данными по различным коммуникационным протоколам: Modbus TCP, Modbus RTU, МЭК870–5–101, FDA–OPC.

Рис. 6. Программируемые коммуникационные контроллеры 'ФИОРД-001', 'ФИОРД-101' и 'ФИОРД-201'
Рис. 6. Программируемые коммуникационные
контроллеры «ФИОРД–001», «ФИОРД–101»
и «ФИОРД–201»

Заключение

Описанные функциональные возможности продукции Eurotech Group должны заинтересовать прежде всего разработчиков встраиваемых, бортовых и мобильных компьютеров, которые предназначены для применения в системах обеспечения безопасности, обороне и авионике. То есть там, где важны надежность, строгое соблюдение международных и отраслевых стандартов в области качества выпускаемой продукции, поддержка промышленного температурного диапазона (от −40 до +85 °C и по заказу — от −55 до +85 °C), компактные размеры, малое энергопотребление, а также длительный жизненный цикл изделия. В следующей статье мы расскажем об изделиях Eurotech Group, специально разработанных для применения на транспорте (автомобильном, железнодорожном, морском и воздушном).

Литература

  1. Дроздов С., Романов C. Авиационный пульт управления и отображения информации на базе модулей PC/104 // Экспресс–электроника. 1999. № 3.
  2. www.aviaavtomatika.ru/production/003/009/
  3. www.npo-pribor.ru/products.php?ID=46
  4. www.npo-pribor.ru/products.php?ID=49

Скачать статью в формате PDF  Скачать статью Компоненты и технологии PDF

 


Сообщить об ошибке