7.Навигационные комплексы на базе микропроцессоров.

Основным направлением качественного изменения структуры комплекса, обусловленного внедрением микропроцессорных систем, является создание навигационных комплексов с распределенным интеллектом.

Характерными особенностями структуры являются: иерархичность уровней обработки информации и управления; модульность (блочность) построения функциональных звеньев и конструктивных частей комплекса; интеграция измерительных, вычислительных и управляющих систем. Благодаря этим особенностям структуры достигается существенное повышение точности и надежности навигационных измерений во всех условиях применения летательных аппаратов. В частности, обеспечивается решение следующих задач:

оптимальная обработка потоков навигационной информации, обеспечивающая минимизацию погрешностей измерений во всех условиях полета;

адаптация состава, структуры и алгоритмов функционирования комплекса с учетом возможных помех и противодействия;

организация оптимального взаимодействия комплекса с человеком-оператором (экипажем летательного аппарата);

обеспечение функциональной и физической совместимости всех составных компонентов НК и его потребителей с целью минимизации потерь, искажений и задержек информационных потоков;

обеспечение высокой надежности и живучести комплекса при возможных отказах отдельных элементов конструкции, электронных схем и датчиков информации;

обеспечение высокого уровня эксплуатационной готовности и ремонтопригодности.

Комплексная интеграция вычислительных средств вызвала качественный скачок в номенклатуре электронных компонентов и привела к появлению нового поколения элементной базы средств обработки информации – микропроцессорных комплектов больших интегральных схем (МП–комплектов БИС).

Микропроцессор характеризуется малыми габаритами, массой, стоимостью и энергопотреблением. Управляется МП от микропрограммы и способен выполнять простые операции.

Различают два вида микропроцессоров: микро-ЭВМ и ремиконты. МикроЭВМ уступают обычным ЭВМ в информационной производительности, объеме памяти и программном обеспечении, но имеют более высокие технико-экономические характеристики. Однако для решения задач обработки информации в навигационных комплексах использование унифицированных микро-ЭВМ не всегда целесообразно: они перегружены ненужной в навигационном комплексе аппаратурой (интерфейсными схемами, периферическими устройствами и др.) и не располагают устройствами сопряжения с аналоговыми датчиками, исполнительными механизмами и человеком-оператором.

Ремиконты выполняются на микропроцессорных комплектах БИС с разъемно-блочной структурой, которую можно наращивать.

Благодаря своей миниатюрности, отсутствию «излишеств» ремиконты имеют значительно меньшие габаритные размеры, массу, стоимость и, что особенно важно, более высокую надежность.

Перевод средств обработки навигационной информации на микропроцессорную базу позволяет значительно сократить габаритно–массовые параметры электронной аппаратуры навигационных устройств.

Точность, быстродействие и эффективность использования вычислительных устройств в микропроцессорных системах (МП-системах) находится в прямой зависимости от распределения функций между ремиконтами.

При распределении вычислительных операций в МП–системах заданный алгоритм разбивается на отдельные алгоритмические блоки (ДБ), включающие одну или несколько вычислительных операций.

Возможны три принципа организации вычислений в МП-системах: поуровневый, одновременный, смешанный.

Поуровневый обуславливает параллельную и одновременную реализацию алгебраических блоков, принадлежащих одному уровню обработки информации, и последовательную реализацию каждого этапа решения алгоритма.

Одновременный – одновременную и параллельную реализацию всех алгоритмических блоков. При распределении вычислительных операций стараются уравнять объемы вычислений во всех алгоритмических блоках. МП–системы с одновременными вычислениями характеризуются высоким быстродействием.

Смешанный принцип вычислений объединяет первые два. При этом в МП-системах организуется структура с одновременными вычислениями алгоритмических блоков, причем часть ремиконтов последовательно решают задачи нескольких алгоритмических блоков с одного или разных уровней обработки информации, если время вычислений в этих блоках существенно меньше общего времени реализации алгоритма.

Оценка различных вариантов структур показывает, что организация параллельной работы микропроцессорных систем позволяет получить структуры более высокого качества, чем поуровневая обработка информации. Однако параллельная работа микропроцессоров приводит к тому, что получаемая на выходе МП-системы информация имеет сдвиг во времени