ГОСТ Р 58286-2018 Архитектура базовая построения систем контрольно-измерительной аппаратуры AXIe-1. Технические требования

Введение

Настоящий стандарт разработан на основе международного документа "АХlе-1. Технические требования к базовой архитектуре" ("АХlе-1: Base Architecture Specification, Revision 3"), разработанного компаниями международного консорциума AXIe. В настоящем стандарте приведена нумерация разделов, правил, разрешений и рекомендаций, соответствующая нумерации международного документа АХlе-1.

Настоящий стандарт устанавливает требования к разработке программно-аппаратных средств на основе архитектуры AXIe.

Настоящий стандарт содержит требования и разрешения, которые необходимо соблюдать при проектировании шасси AXIe и инструментальных модулей, а также устанавливает правила и порядок их механического, электрического и логического взаимодействия в рамках системы AXIe.

Базовая архитектура AXIe определяет расширяемую платформу для создания устройств общего назначения модульной контрольно-измерительной аппаратуры (КИА). Архитектура AXIe наследует лучшие черты более ранних платформ построения модульных систем в открытых стандартах VXIbus, PXI и LXI. Также как VXIbus и PXI, архитектура AXIe основана на популярной модульной вычислительной платформе с добавлением функциональности, необходимой разработчикам и пользователям КИА. Базовой платформой для архитектуры AXIe является платформа AdvancedTCA (АТСА) - открытая архитектура построения модульных вычислительных устройств, ориентированная на создание инфраструктуры коммуникационных систем. Архитектура АТСА содержит свод правил и положений, касающихся систем распределения питания, управления компонентами системы, взаимодействия по интерфейсам Ethernet и PCIe между модулями и другого функционала. Базовая архитектура AXIe имеет дополнительные возможности по сравнению с архитектурой АТСА, которые позволяют обеспечить синхронизацию по частоте, большой выбор триггерных сигналов для запуска процессов и организацию потоков данных между модулями, что крайне важно при реализации высокопроизводительных контрольно-измерительных систем.

Настоящий стандарт определяет набор механических, электрических и логических интерфейсов между модулями и шасси. Типичные шасси и модуль AXIe представлены на рисунке 1, упрощенная схема шасси - на рисунке 2. Модули AXIe устанавливают в слоты фронтального носителя модулей шасси и подключают к разъемам кросс-платы. Кросс-плата обеспечивает трассировку цепей питания и сигналов системного управления к инструментальным модулям, а также сигналов данных, частот и триггерных сигналов между инструментальными модулями. Менеджер шасси является выделенным контроллером управления системой, который отслеживает исправность подсистем шасси и модулей, управляет системой охлаждения и последовательностью включения питания шасси. В модулях могут быть реализованы любые функции, необходимые для проведения тестирования/измерений, например: измерение и анализ сигналов, формирование сигналов, ввод/вывод цифровых сигналов, организация потоков данных, компьютерные вычисления и многое другое.

Внешний ввод-вывод аналоговой и цифровой информации в системах АХlе-1 осуществляется через соединители, расположенные на фронтальных лицевых панелях модулей AXIe.

Кросс-плата AXIe поддерживает два стандарта интерфейсов последовательной передачи данных - LAN и PCIe. Оба интерфейса подходят для управления модулем и передачи данных измерений. Большинство модулей AXIe поддерживают один из этих интерфейсов, причем некоторые из них могут поддерживать оба интерфейса.

Интерфейс LAN лучше всего подходит для интеллектуальных модулей, поддерживающих программные интерфейсы высокоуровневых команд. Подобные модули AXIe, подключенные по интерфейсу LAN, должны удовлетворять требованиям стандарта LXI относительно протокола обмена и удобства использования программного обеспечения (ПО) в соответствии со стандартом AXIe-2.

Интерфейс PCIe лучше всего подходит для реализации в менее интеллектуальных модулях, которые управляются регистровыми командами низкого уровня. Такие модули PCIe работают как устройства расширения хост-компьютера и определяются в операционной системе хост-компьютера как стандартные периферийные устройства PCIe. Дополнительно эти модули должны соответствовать требованиям к ПО PXI согласно международной спецификации AXIe-2, в которой приведены требования к ПО архитектуры АХlе-1.

Таким образом, модели интеграции, программирования и использования модулей обоих типов уже знакомы большинству интеграторов систем тестирования и пользователям.

     1 - модуль AXIe; 2 - шасси AXIe

     Рисунок 1 - Шасси и модуль AXIe