Взлёт, 2015 № 08-09(128-129)

Работы по созданию специализированных вычислительных машин для бортовых радиолокационных комплексов (РЛК) самолетов начались на Государственном Рязанском приборном заводе уже более полутора десятилетий назад, в ноябре 1998 г. Первый успех пришел вслед за созданием и развертыванием в 2004 г. серийного производства малогабаритной вычислительной машины «СОЛО-54» для БРЛС Н001В самолета Су-27СМ, ставшей родоначальником целого семейства ЦВМ. Работа была высоко оценена заказчиком, и ГРПЗ стал полноценным поставщиком в этой сфере. С тех пор был сделан значительный шаг вперед, и сегодня перед предприятием ставятся значительно более амбициозные задачи.

Широкое внедрение в радиолокационные комплексы антенных систем с фазированными антенными решетками, обеспечивающими значительное улучшение характеристик и функциональности радиолокаторов, потребовало многократного повышения производительности вычислительной системы РЛК прежде всего в части цифровой обработки радиолокационной информации, а также для управления, собственно, работой комплекса.

Для обеспечения предъявляемых разработчиками РЛК требований к характеристикам вычислительного ядра по быстродействию и надежности, а также для создания определенного технологического задела на будущее главным конструктором вычислительных систем ГРПЗ Андреем Першиным была предложена принципиально новая архитектура построения многопроцессорных специализированных цифровых вычислительных машин (СЦВМ) — архитектура единой коммутируемой вычислительной среды (ЕКВС) с широким использованием высокоскоростных последовательных интерфейсов (PCI Express) для физической реализации межмодульных соединений.

Применение архитектуры ЕКВС позволяет в значительной мере снять ограничения на производительность многопроцессорных систем, а также значительно повысить надежность СЦВМ в целом за счет возможности динамического перераспределения нагрузки между процессорными модулями.

Первым опытом применения данного подхода к проектированию СЦВМ явилось создание специалистами ГРПЗ двухмашинного (СЦВМ «СОЛО-35.01» и СЦВМ «СОЛО-35.02») вычислительного комплекса для БРЛС «Ирбис» самолета Су-35.

Мощная многопроцессорная ЦВМ «СОЛО-35.01» предназначена для сигнальной обработки и состоит из четырех модулей цифровой обработки сигналов с общей пиковой производительностью до 80 ГФлопс и возможностью формирования графической информации. Вторая машина, «СОЛО-35.02», — многопроцессорная управляющая ЦВМ, содержащая четыре модуля процессоров данных, с развитой системой внешних интерфейсов для решения задач управления работой БРЛС и взаимодействия с БРЭО самолета. Обе СЦВМ выполнены в виде герметизированных блоков с принудительным воздушным охлаждением на основе модулей типоразмера 6U с кондуктивным теплоотводом.

Вычислительный комплекс обеспечивает программную адаптируемость к решаемым задачам и высокую живучесть за счет резервирования процессорных модулей. В ходе опытно-конструкторских работ был решен ряд сложных технических и технологических проблем, связанных с широким применением современной элементной базы, разработкой и изготовлением многослойных, в т.ч. гибко-жестких печатных плат, поверхностным монтажом узлов СЦВМ.

В настоящее время СЦВМ «СОЛО-35», успешно прошедшие все этапы разработки и испытаний, производятся серийно и поставляются в составе БРЛС «Ирбис» для комплектования самолетов Су-35.

Еще более значимым и сложным развитием СЦВМ с архитектурой ЕКВС стало создание специалистами отдела перспективной вычислительной системы для радиолокационного комплекса самолета Т-50. Вычислительная система Н-036ЕВС состоит из двух высокопроизводительных многопроцессорных СЦВМ «СОЛО-21» (решающих как задачи приема, преобразования и цифровой обработки радиолокационных сигналов, так и задачи управления работой БРЛК и взаимодействия с БРЭО самолета), объединенных в единый вычислительный комплекс посредством высокоскоростных оптических интерфейсов Fibre Channel.

Применение в данной системе двух равнозначных СЦВМ, построенных на основе архитектуры ЕКВС, а также их объединение в единый кластер позволили значительно увеличить как производительность системы в целом, так и ее надежность.

Вычислительный комплекс БРЛС «Ирбис» истребителя Су-35 состоит из двух СЦВМ: «СОЛО-35.01» и «СОЛО-35.02»

Вычислительная система Н-036ЕВС радиолокационного комплекса самолета Т-50

Обмен информацией между составными частями Н-036ЕВС, а также с внешними системами, осуществляется по цифровым оптическим каналам Fibre Channel. Кроме этого, вычислительная система поддерживает ряд стандартных интерфейсов авиационной техники: РКИО (ARINC 429), МКИО (MIL STD 1553B) и т.п.

Составные части Н-036ЕВС выполнены в виде герметизированных блоков с принудительным воздушным охлаждением на основе модулей типоразмера 6U с кондуктивным теплоотводом.

Система Н-036ЕВС успешно прошла предварительные испытания и в настоящее время проходит отработку и испытания в составе РЛК самолета Т-50.

Полученные в ходе разработки вышеперечисленных СЦВМ результаты показали, что вычислительная техника с архитектурой ЕКВС может быть весьма эффективна также при применении в составе перспективных комплексов не только авиационного, но и наземного и морского базирования.

Для применения в составе различных систем ПВО сухопутных войск на ГРПЗ был разработан целый ряд специализированных ЦВМ семейства «СОЛО-25».

Отличительной особенностью данных СЦВМ является объединение в одном корпусе как управляющих процессоров данных, так и процессоров цифровой обработки данных (радиолокационной информации), а также ряда высокоскоростных цифровых (в т.ч. оптических) и аналоговых интерфейсов. Это позволяет эффективно обеспечивать многоканальный прием радиолокационной информации с антенной системы комплекса и ее высокопроизводительную цифровую сигнальную обработку.

СЦВМ «СОЛО-25» выполнены на основе унифицированной конструкции для размещения в стойках (19”) с воздушным охлаждением и предназначены для эксплуатации в составе мобильных радиолокационных комплексов различного назначения.

В настоящее время ряд СЦВМ данного семейства («СОЛО-25», «СОЛО-25.1», «СОЛО-25.3», «СОЛО-25.4») выпускаются заводом серийно (по конструкторской документации литеры «О 1») и применяются в составе новейших радиолокационных комплексов, например, в комплексе «Небо-М».