Технология Time-Triggered Ethernet (Ethernet с передачей по временно́му расписанию) превращает обычный Ethernet в детерминированную сеть с гарантированным временем передачи данных между узлами сети. Это позволяет использовать Ethernet для построения распределённых систем управления «жёсткого» реального времени. Технология TTEthernet разработана компанией TTTech (Австрия) и на сегодняшний день является стандартом SAE AS6802.
В отличие от офисной сети, распределённая система управления объектом (самолётом, космическим аппаратом, автомобилем, производственной линией) – это сеть заранее известной конфигурации узлов с заранее известной их потребностью в объёмах исходящего и входящего трафика. Исходя из этого, можно заранее спланировать время и объём и составить расписание передач между узлами так же, как составляется расписание, например, на железной дороге. Благодаря расписанию сеть становится 100% детерминированной: доставка заданного объёма данных между заданными узлами в запланированный интервал времени гарантирована.
Компания TTTech завершила разработку и приступила к тестированию первых образцов микросхем радиационно стойких абонентского контроллера (end-system) и коммутатора (switch) TTEthernet. Технология TTEthernet уже применяется в нескольких программах NASA, например в многоцелевом пилотируемом космическом корабле Orion MPCV (Multi-Purpose Crew Vehicle), в котором более 20 различных систем объединяет магистральная (backbone) бортовая сеть TTEthernet. После нескольких лет проведения исследовательских проектов, финансируемых космическими агентствами CNES (Франция) и ESA, сетевая технология TTEthernet выбрана в качестве стандарта бортовой сети будущих европейских космических программ, в частности ракеты-носителя Ariane 6. В европейской организации по стандартизации в области космоса ECSS (European Cooperation for Space Standardization) создана рабочая группа по подготовке спецификации стандарта.
Микросхемы абонентского контроллера и коммутатора TTEthernet Space поддерживают отказоустойчивые сетевые архитектуры с резервированием до 3 каналов и скорости передачи 10, 100 и 1000 Мбит/с. Микросхемы выпускаются в 256-контактом корпусе CQFP c квалификацией QML Level V для диапазона рабочих температур −55…+125ºС. Параметры радиационной стойкости:
-
устойчивость к воздействию накопленной дозы – 100 крад (Si);
-
устойчивость к одиночным сбоям (SEU) – до 60 МэВ∙см2/мг;
-
устойчивость к
эффекту тиристорной защёлки (lutch-up immunity) – до 60 МэВ∙см2/мг.
Микросхемы TTEthernet Space поддерживают три класса сетевого трафика: высококритичный синхронный трафик с передачей по расписанию (стандарт SAE AS6802), среднекритичный асинхронный трафик с резервированием полосы пропускания (стандарт ARINC 664) и некритичный асинхронный трафик обычного Ethernet (стандарт IEEE 802.3). При этом асинхронные передачи данных Ethernet и ARINC 664 не влияют на расписание синхронных передач данных.
В рамках европейского исследовательского проекта SEPHY (Space Ethernet Physical Layer Transceiver) завершается разработка радиационного стойкого трансивера 10/100 Мбит Ethernet. Трансивер SEPHY будет производиться в Европе и станет полупроводниковым компонентом, полностью свободным от экспортных ограничений ITAR (International Traffic in Arms Regulations).
Перспективной задачей консорциума SEPHY является разработка радиационно стойкого трансивера Gigabit Ethernet и исследование применимости в космосе находящегося в разработке для автомобильной промышленности нового стандарта физического уровня 1000BASE-T-1, по которому в качестве физической среды передачи будет применяться одна витая пара, а не 4, как в 1000BASE-T. Этот стандарт значительно сократит вес бортового кабельного хозяйства.
Достижения компании TTTech в разработке радиационно стойкой элементной базы TTEthernet отмечены наградой Innovators Award 2017 журнала Military & Aerospace Electronics, которая присуждена системе-на-кристалле TTEthernet Switch Controller Space, содержащей 24-портовый коммутатор, 3-канальное абонентское устройство и управляющее процессорное ядро архитектуры Leon4FT (SPARCv8). Радиационно стойкие компоненты TTEthernet изготавливаются по технологии 65 нм по процессу C65SPACE, квалифицированному Европейским космическим агентством.
Для разработки распределённых систем управления, построенных на базе архитектуры TTEthernet, поставляется различное оборудование и программное обеспечение:
- модули абонентских устройств в форматах PCI, PCIe, PMC, XMC;
- коммутаторы в форматах VPX и встраиваемые в 19″ стойку;
- средства разработки топологии сети, планирования расписания и загрузки конфигурации в сетевые элементы.
Тел.: (916) 194-42-71
Комментарии