Методика, средства и программное обеспечение тестирования ретрансляторов СВЧ диапазона тема диссертации и автореферата по ВАК РФ 05.12.07, кандидат технических наук Стругов, Сергей Александрович

• Стругов, Сергей Александрович
• кандидат технических наук
• 2010

Оглавление диссертации кандидат технических наук Стругов, Сергей Александрович

Введение.

Глава 1.

Обзор средств для разработки тестовой наладочной аппаратуры.

Структура бортового ретрансляционного комплекса.

Операций переключения радиочастот.

Обработка потоков.

Управление и телеметрический контроль бортового ретранслятора.

Выводы по главе 1.

Глава 2.

Аспекты применения SCADA систем для разработки тестовой наладочной аппаратуры.

Этапы развития SCADA — систем.

Концепция SCADA — систем.

Компоненты систем контроля и управления и их назначение.

Технические характеристики платформы для SCADA-систем.

Обзор средств сетевой поддержки.

Встроенные командные языки.

Встроенная среда разработки и исполнения сценарных процедур.

Общая оценка возможностей использования MS VBA.

Поддерживаемые базы данных.

Графические возможности.

Открытость систем.

Разработка собственных программных модулей.

Драйверы ввода-вывода.

Разработки третьих фирм.

Быстродействие исполняющей системы.

Взаимодействие с СУБД и другими внешними приложениями.

Аппаратная реализация связи с устройствами ввода/вывода.

Стоимостные характеристики.

Эксплуатационные характеристики.

Варианты проектирования АСУ ТП как процесс упрощения взаимодействия программиста и технолога.

Этапы создания многофункциональной автоматизированной системы управления технологическим процессом.

Типичные этапы программирования в SCADA-системах.

Этап 1: формирование статического изображения рабочего окна.

Этап 2: формирование динамических объектов (ДО) рабочего окна.

Этап 3: описание алгоритма отображения и управления.

Обзор современных систем СУД — SCADA.

Требования к SCADA-системам.

SCADA-пакеты, рассматриваемые в данном обзоре.

GENESIS32 — комплект инструментальных средств фирмы ICONICS для создания программного обеспечения верхнего уровня АСУ ТП.

Система Trace Mode фирмы AdAstra — российский пакет АСУ ТП.

Пакет Genie от фирмы Advantech.

Сравнительный анализ основных рабочих характеристик пакетов АСУ ТП Genesis фирмы Iconics, Trace Mode фирмы AdAstra, Genie фирмы Advantech.

Оценка качества документации.

Оценка технической поддержки российских разработчиков (локализации).

Оценка масштабируемости, полнофункциональности и надежности.

Оценка эффективности.

Оценка стоимости.

Выводы по главе 2.

Глава 3.

Разработка метода синтеза тестовой наладочной аппаратуры.

Постановка задачи на разработку метода.

Рабочий алгоритм идентификация дефектов типа «Обрыв» и «Короткое замыкание»

Тест «бегущий 0».

Тест «бегущая 1».

Модульный метод синтеза тестового оборудования.

Связь классов тестируемой и тестирующей аппаратуры.

Алгоритм метода синтеза.

Совмещенный метод синтеза тестовой аппаратуры.

Утверждение.

Доказательство.

Выводы по главе 3.

Глава 4. Практическая реализация.

Варианты реализации функциональной модели.

Реализация модели программно-аппаратного комплекса для контроля и управления процессом отладки цифровой управляющей системы.

Анализ результатов реализации.

Компоненты системы контроля и управления АПК ССС.

Постановка задачи «Проверка входной телеметрии».

Постановка задачи «Проверка импульсных команд управления».

Постановка задачи «Проверка выходной телеметрии».

Постановка задачи «Проверка Разовых команд».

Выводы по главе 4.

Выводы по диссертационной работе.

Введение диссертации (часть автореферата) на тему «Методика, средства и программное обеспечение тестирования ретрансляторов СВЧ диапазона»

С каждым десятилетием нарастают темпы освоения космоса. Современные многочисленные потомки первого искусственного спутника Земли заняли различные орбиты в околоземном пространстве. Их роли и решаемые задачи различны. Здесь представлены спутники связи, метеорологические, спутники экологического мониторинга, специального назначения, научные и даже учебные.

Сложнейшая аппаратура космического аппарата (КА), функционирует согласно заложенной программе автоматически либо по командам с Земли. Для того чтобы КА правильно и надёжно функционировал на орбите, ещё на Земле должно быть проведено большое количество проверок и тестов с целью устранения возможных неполадок.

Для решения данной проблемы обычно используют специально создаваемый аппаратно-програмный комплекс (АПК) и тестовую наладочную аппаратуру (ТНА). Как правило, проверочная (тестирующая) система состоит из аппаратной и программной частей [1].

Современное развитие цифровых технологий микроэлектроники базируется на новейших разработках отечественных и зарубежных производителей. Особенно высокие требования по надежности, быстродействию, стоимости, простоте обслуживания предъявляются к управляющим системам спутниковой связи[2]. В целом задачи, которые решает система управления цифровыми устройствами, применительно к выбранной области промышленности, можно сформулировать следующим образом:

- Преобразование различных интерфейсов периферийных устройств.

- Цифровая обработка сигналов.

- Осуществление управления периферийными устройствами.

- Контроль работоспособности составных частей и узлов изделия.

- Задача хранения и обработки массивов служебной и рабочей информации.

Очевидно, что предполагаемый АПК должен в полной мере решать задачи тестирования подобных устройств[3].

Состав частей (периферийных устройств, блоков, модулей) комплексов спутниковой связи может варьироваться от предъявляемых требований (структурный состав разрабатываемых систем напрямую зависит от функциональных особенностей). В зависимости от назначения системы (стационарная, подвижная, переносная, бортовая и прочее) задачи, решаемые управляющей системой, входящей в состав комплекса меняются: к примеру, в отличии от подвижной, стационарная система имеет постоянные координаты и не меняет своего положения, следовательно, решения задачи навигации не требуется и требования по быстродействию системы значительно уменьшаются. Однако, для всех цифровых управляющих систем существуют одинаковые функциональные задачи. Прежде всего, такой универсальной задачей является сопряжение различных интерфейсов устройств, входящих в состав комплекса [4]. Также к таким задачам относится математическая обработка потоков информации на больших скоростях. Немаловажной функциональной особенностью почти всех цифровых управляющих схем в системах спутниковой связи является возможность контролировать работоспособность узлов изделия (контроль телеметрических сигналов блоков или модулей, самоконтроль изделия в целом, контроль антенной решетки или ее части и подобные специфичные задачи).

В итоге мы должны получить АПК который бы удовлетворял следующим требованиям:

- точность и качество проверки должны быть максимально допустимыми (вероятность нерабоспособности проверяемого устройства, должна стремиться к нулю);

- проверка должна проводится за минимум времени, так как обычно испытания должны укладываться в сжатые сроки;

- контроль аппаратуры должен проводится в сопровождении минимума персонала;

- оперативная разработка комплекса;

- разработка комплекса должна проходить с наименьшими затратами;

- разработка комплекса должна проходить с применением существующих решений;

- комплекс должен обладать возможностью расширения и модернизации.

Предлагаемый вариант модульного подхода к созданию аппаратуры для тестирования БР заключается в использовании недорогих специализированных модулей ввода\вывода сигналов и данных разных типов.

Заключение диссертации по теме «Антенны, СВЧ устройства и их технологии», Стругов, Сергей Александрович

Результаты работы использованы в проектно-конструкторской деятельности ГУЛ НПЦ «СПУРТ» при разработке и изготовлении систем управления бортовых ретрансляционных комплексов радиосвязи в следующем виде:

1. Технических предложений по повышению надежности проверок блоков, устройств и систем управления БРК;

2. Технических предложений по разработке программного обеспечения тестовых комплексов;

3. Методов построения тестовых наладочных комплексов;

5. Разработанного программного обеспечения

6. Тестового контрольного комплекса.

По результатам разработок оформлена и в настоящий момент рассматривается заявка на патент.

Предложенные методики и технические решения применимы к широкому спектру разрабатываемых систем управления перспективных БРК. Использование указанных результатов позволяет повысить качество разрабатываемой тестовой аппаратуры и сократить затраты на разработку и изготовление систем управления БРК.

Результаты внедрены при выполнении работ по изделиям 14Р53Д4Р53-01, 14Р512.

Список литературы диссертационного исследования кандидат технических наук Стругов, Сергей Александрович, 2010 год

1. Авдеев Е.В., Еремин А.Т., Норенков И.П., Песков М.И. Системы автоматизированного проектирования в радиоэлектронике. М.: "Радио и связь", 1986.

2. Автоматизация проектирования. Сб. научных статей. Выпуск 2* Автоматизация проектирования систем программно-логического управления / под ред. Трапезникова В.А. М.: "Машиностроение", 1990.

3. Автоматизированное проектирование систем управления / под ред. М. Джамишиди, Ч.Дж. Хергета.-М.: "Машиностроение", 1989.

4. Р. Ахметсафин, Р. Ахметсафина, Ю. Курсов. Разработка тренажеров и отладка проектов АСУ ТП на базе пакетов MMI/SCADA //Современные технологии автоматизации. — 1998. — № 3. — С. 38^-1.

5. Ахо А., Сети Р., Ульман Дж. Компиляторы. Принципы, технологии, инструменты. М.: "Вильяме", 2001.

6. B.C. Балакирев и др. Экспериментальное определение динамических характеристик промышленных объектов управления. —М.: «Энергия», 1967.

7. Беллами Дж. Цифровая телефония. М.: "Радио и связь", 1986.

8. Берестовая С.Н., Перевозчикова O.JL, Романова В.М., Ющенко E.JI; под ред. Ющенко E.JI. Конструирование систем программирования обработки данных. -М.: "Статистика", 1979.

9. Боэм Б.У. Инженерное проектирование программного обеспечения. -М.: "Радио и связь", 1985.

10. Брукс Ф. Мифический человеко-месяц или как создаются программные системы. -М.: "Символ-Плюс", 1999.

11. Буч Г. Объектно-ориентированный анализ и проектирование. СпБ.: "Невский диалект", 1998.

12. Вендров A.M. Проектирование программного обеспечения экономических информационных систем. М.: "Финансы и статистика", 2000.

13. Вендров A.M. СА8Е-технологии. Современные методы и средства проектирования информационных систем. М.: "Финансы и статистика", 1998.

14. Вильяме Л. Системное программирование в \Утс1о\У8 2000 СпБ.: "Питер",2001.

15. Гагарина Л.Г., Разумов Р.А., Шипунов А.В. Применение турбо кодов для решения проблемы помехоустойчивого кодирования // «Оборонный комплекс -научно-техническому прогрессу России»: Межотраслевой научно-технический журнал. -М., №4 2002, -С. 33-38.

16. Гольдштейн Б.С. и др. ГР-телефония. М.: Радио и связь, 2001.

17. Гребешков А. Ю. Стандарты и технологии управления сетями связи. М.: "Эко-трендз", 2003.

18. Гук М. Аппаратные средства IBM PC. СПБ.: Питер, 1999.

19. Даленбах Д., Мирошников Д.Г. Единая система технической эксплуатации сети связи // Вестник связи. 1996. - N12. - с. 23-27.

20. Иванова Т.Н. Абонентские терминалы и компьютерная телефония. -М,: Эко-Трендз, 1999.

21. Иванова Т.И. Компьютерные технологии в телефонии. М.: "Эко-трендз",2003.

22. Иванова Т.И. Корпоративные сети связи. М.: "Эко-трендз", 2001.

23. Казенное Г.Г., Соколов А.Г. Основы построения САПР и АСТПП -М.: "Высшая школа", 1989.

24. Кальянов Г.Н. СА8Е. Структурный системный анализ (автоматизация и применение). М.: ЛОРИ, 1996.

25. Князев Г.К. Система управления сетью как источник новых доходов // Вестник связи. 2001 - N1. - с. 26-29.

26. Компанией Р.И., Маньков Е.В., Филатов Н.Е. Системное программирование. Основы построения трансляторов. СпБ.: "КОРОНА принт", 2000.

27. Корячко В.П., Курейчик В.М., Норенков И.П. Теоретические основы САПР. М.: "Энергоатомиздат", 1987.

28. Крейнес А. Компьютерная телефония в приложениях. // Открытые системы 1996, - N2. - с.43-47.

29. Крейнес А. Программное обеспечение систем компьютерной телефонии. // Открытые системы 1996. - N4. - с.29-32.

30. Липаев В.В. Проектирование программных средств. М.: "Высшая школа", 1990.

31. Липаев В.В. Системное проектирование сложных программных средств для информационных систем. М.: СИНТЕГ, 1999.

32. А.А. Маслов, С.И. Ушаков. Пакет анализа/моделирования в реальном времени систем автоматического управления/регулирования «AutoCont II» //Наука — производству. —2000. — № 2. — С. 55-57.

33. Невдяев Л.М. Мобильная связь 3-го поколения. М.: "Международный центр НТИ", 2000.

34. Норенков И.П., Маничев В.Б. Системы автоматизированного проектирования электронной и вычислительной аппаратуры. М.: "Высшая школа", 1983.

35. Олифер В.Г., Олифер Н.А. Компьютерные сети. Принципы, технологии, протоколы, СпБ.: "Питер", 2001.

36. Основные положения развития Взаимоувязанной сети связи Российской федерации на перспективу до 2005 г. Руководящий документ. Книга 8. М: ЦНТИ "Информсвязь", 1996.

37. Пратг Т., Зелковиц М. Языки программирования. Разработкам реализация. 4-е издание М.: "Питер", 2002

38. Рихтер Дж. Windows для профессионалов. 4-е издание М.: Русская редакция "Мюгозой Ргезз", 2001 .

39. Роджерсон Д. Основы СОМ. М.: Русская редакция "Мюгозой Ргезз", 2000.

40. Росляков А.В. и др. Центры обслуживания вызовов (Call Cenler). -М.: "Эко-трендз", 2002.

41. Скоробутов А.Ю., Соколов А.Г. Автоматизация разработки программ для тестирования, настройки и мониторинга цифровых телекоммуникационных систем. Принято к публикации в журнале "Известия вузов. Электроника" в N6 2003.

42. Скоробутов А.Ю. Особенности реализации программных диагностических комплексов для цифровых систем связи. // Сб. докладов VIII международнойнаучно-технической конференции "Радиолокация, Навигация, Связь". Воронеж, ВГУ, 2002. том 2 -С 1061-1065.

43. Мельникова Н.Ф. Средства измерений для цифровых систем передачи. // Технологии и средства связи 2003. - N3. - с. 24 - 31.

44. Мельникова Н.Ф. Тенденции развития средств измерений электросвязи. // Каталог "Технологии и средства связи", 2003.

45. Скоробутов А.Ю. Программные диагностические системы для цифровых телекоммуникационных сетей. // Межвузовский сб. "Научные основы технологий, материалов, приборов и систем электронной техники". М.: МИЭТ, 2002. - с237-244.

46. Страуструп Б. Язык программирования С++. 3-е издание. СпБ.: "Невский диалект", 2000.

47. Хопкрофт Д., Мотвани Р., Ульман Дж. Введение в теорию автоматов, языков и вычислений. 2-е издание М.: "Вильяме", 2002.

48. Бакланов И.Г. Аббревиатуры, применяемые при измерениях в ИКМ-системах. //Сети и системы связи 1998. -N2

49. Бакланов И.Г. Методы измерений в системах связи. М.: "Эко-трендз",1999.

50. Бакланов И.Г. Тестирование и диагностика систем связи. М.: "Эко-Трендз",2001.

51. Бакланов И.Г. Технологии измерений в современных телекоммуникациях. -М.: "Эко-Трендз", 1998.

52. Бакланов И.Г. Технологии измерений первичной сети в 2-х частях. -М.: "Эко-трендз", 2000.

53. Стругов С.А., Шипунов А.В., Разумов Р.А., Купцов Е.О. Особенности применения многофункциональных контроллеров для тестирования и отладки цифровых управляющих систем спутниковой связи // Межвузовский сборник «Информатика и управление» 2005г. стр.182

54. Эндрюс Г.Э. Основы многопоточного параллельного и распределенного программирования. М.: "Вильяме", 2003.

55. Dialogic. Products & Services guide. 1996.

56. Embley D., Kurtz В., Woodfield S. Object-Oriented Systems Analysis, A Model-Driven Approach. Englewood Cliffs, New Jersy: Yordon Press, 1992.

57. Стругов C.A. Построение тестовой аппаратуры на основе модулей ADVANTECH // СТА, 2 квартал 2005г.

58. Стругов С.А. Отладочный комплекс для цифровых управляющих систем БРК КА // Тезисы докладов «Микроэлектроника и информатика» 2006г. стр. 292

59. Стругов С.А. Выступление на конференции «Микроэлектроника и информатика» 2006г.

60. Стругов С.А., Юрова С.А., Круглик Е.А., Татарников А.В. Модульный подход к построению ТНА для цифровой аппаратуры БРК // «Естественные и технические науки» №5 2006г. стр. 153

61. Стругов С.А., Юрова С.А., Круглик Е.А., Татарников А.В. Реализация аппаратной части ТНА отладки цифровой аппаратуры управляющей ССС на базе SCADA системы // «Естественные и технические науки» №5 2006г. стр. 158

62. Стругов С.А., Круглик Е.А., Кузьменко Н.В. Фазовая частотная синхронизация высокоскоростного потока при малом значении отношения сигнал/шум // «Естественные и технические науки» №5 2006г. стр. 177

63. Стругов С.А., Юрова С.А., Круглик Е.А., Татарников А.В. Применение SCADA-систем для отладки цифровых управляющих ССС // «Естественные и технические науки» №5 2006г. стр. 182

64. Goad P., Yourdon Е. Object-Oriented Analysis, Second Edition, Englewood Cliffs, New Jersy: Yordon Press, 199L

65. Jhong Sam Lee, Leonard E. Miller CDMA Systems. Engineering Handbook. London: Artech House, 1998.

66. Lakos J. Large-Scale С++ Software Design. Berkeley, California: Addison-Wesley, 1996.

67. Martin J., Odell J, Object-Oriented Analysis and Design, Englewood Cliffs, New Jersy: Prentice-Hall, 1992.

68. Oney W. Programming The Microsoft Windows Driver Model. Redmond, Washington: "Microsoft Press", 1999.

69. Proposed Focused Program on: Operations and Management of Information Networks // National Institute of Standards and Technology Advanced Technology Program. October 1994. http://www.cs.columbia.edu/dcc/classes/E6998-025/References/atpwpf.ps 3.09.2002.

70. Rubin K„ Goldberg A. Object Behavior Analysis. // Communications of the ACM vol. 35 (9), September 1992.

71. SDK Dialogic. Техническая документация фирмы Dialogic Corporation.1. УТВЕРЖДАЮ

72. Начальник отделения 21 ^ttu^i^ Г.Д. Стах1. М.В.Зацепин1. Начальник отдела 2121. Е.О. Купцов