ВЫЧИСЛИТЕЛЬНАЯ СИСТЕМА ДЛЯ ГИДРОАКУСТИЧЕСКОГО КОМПЛЕКСА

Полезная модель относится к области вычислительной техники и может быть иснользовано в гидроакустических комплексах и информационно-унравляюших системах размещаемых в мобильных и стационарных системах освещения обстановки, нредназначеьшых для обнаружения, определения координат и классификации обнаруженных объектов пассивными и активными методами.
Известно вычислительное устройство а.с. № 2133498, кл. G 06F 15/16, 20.07.99  1  содержащее магистраль обмена, периферийные устройства, процессоры, коммутатор, пульты управления.
Недостатком известной системы  1  является недостаточная надежность, обусловленная сложностью реконфигурации вычислительных ресурсов из-за низкой унификации различных элементов схем.
Наиболее близким по технической сущности является вычислительная система для гидроакустического комплекса (журнал Судостроение за рубежом 1986 г. № 3 (231) стр. 5-33, рис. 17)  2 .
Данная система содержит пульты оператора, ряд цифровых вычислительных машин, ряд процессоров цифровой обработки сигналов, коммутатор, цифро-аналоговые и аналого-цифровые преобразователи, соединенные с соответствующими усилителями гидрофонов.
Данное устройство не предусматривает динамического перераспределения вычислительных ресурсов на характерных этапах обработки информации, а также не предусмотрено перераспределение вычислительных ресурсов между активными и пассивными трактами.
Таким образом, известные вычислительные системы не обладают достаточной надежностью.
Целью предложения является обеспечение высокой надежности вычислительной системы гидроакустических и информационных систем в мобильных и стационарных системах освещения обстановки.
Указанная цель достигается тем, что вычислительная система содержащая пульты оператора, ряд цифровых вычислительных мащин и первый коммутатор, соединенные между собой, ряд процессоров обработки сигналов, соединенные с первым коммутатором, цифро-аналоговые преобразователи, информационные выходы которых пoдкjнoчeны ко входам усилителей излучающих гидрофонов, аналого-цифровые ГЕреобразователи, информационные входы которых подключены к выходам приемных гидрофонов, снабжена двунаправленной информационно-управляющей магистралью, вторым коммутатором, дециматорами, цифровые вычислительные машины соединены двунаправленными шинами с двунаправленной информационно-управляющей магистралью и первым коммутатором, процессоры обработки сигналов соединены двунаправленными шинами с первым и вторым коммутаторами, выходы аналого-цифровых преобразователей воспринимающих сигналы гидрофонов с высокочастотным диапазоном, соединены со входом дециматоров, выходы
которых соединены со вторым коммутатором, выходы аналого-цифровых преобразователей воспринимающих сигналы гидрофонов с низкочастотным диапазоном соединены со вторым коммутатором, входы цифро-аналоговых преобразователей соединены со вторым коммутатором, пульты оператора выполнены идентичными, каждый пульт соединен первым входом/выходом двунаправленной шиной с двунаправленной ршформационно-управляющей магистралью, вторым входом/выходом подключен двунаправленной шиной к соответствуюш;ему входу информационной системы высшего уровня объекта, а третий вход/ выход каждого пульта является входом управления.
Блок схема вьлислительной системы. Блок схема вычислительной системы изображена на фиг. 1. На схеме обозначены:
1.- пульты оператора;
2.- двунаправленная информационно- управляюш;ая магистраль;
3.- цифровые вычислительные машины (ЦВМ);
4.- первый коммутатор;
5.- процессоры цифровой обработки сигналов (ПЦ ЦОС);
6.- второй коммутатор;
7.- цифроаналоговые преобразователи (ЦАЦ);
8.- дециматоры;
9.- аналого-цифровые преобразователи (АЦП).
Пульты оператора содержат мониторы, цифровые вычислительные машины, органы управления, при этом каждый пульт соединен первым входом/выходом двунаправленной шиной 10 с двунаправленной информационно-управляюш;ей магистралью 2, вторым входом/выходом подключен двунаправленной шиной 11 к соответствующему входу информационной системы высшего уровня объекта, а третий вход/выход является входом управления, ЦВМ 3 подключены двунаправленными шинами 13 и 14 к двунаправленной информационно-управляющей магистрали 2 и первому коммутатору 4 соответственно, ПЦ ЦОС 5 , подключены двунаправленными шинами 15 и 16 к первому и второму коммутаторам 4 и 6 соответственно, ЦАП 7 подключены шиной 17 к второму коммутатору 6, а выходы шиной 18 к усилителям излучаюших гидрофонов. Входы АЦП 9 соединены шинами 19 с принимаюш 1ми излучение гидрофонами. Входы АЦП 9 воспринимающие сигналы с низкочастотным диапазоном соединены шинами 20 со вторым коммутатором 6, а выходы АЦП 9, воспринимающие сигналы с высокочастотным диапазоном соединены шинами 21 со входами дециматоров 8, выходы которых соединены шинами 22 со вторым коммутатором 6. Дециматоры 8 обеспечивают одинаковую полосу на всех входах второго коммутатора.
Коммутаторы 4 и 6 можно выполнять в виде одршаковых групп соединенных между собой двунаправлеьшыми шинами 23 и 24 соответственно. Это обеспечивает возможность отключения какой-либо группы при ремонте (отказе). Двунаправленная информационноуправляющая магистраль 2 и соответствующие связи с ЦВМ 3 и пультами оператора 1, выполнены с дублированием.
Вычислительная система работает следующим образом.
Один из пультов оператора 1 назначается ведущим, а остальные ведомыми. С ведущего пульта оператора через двунаправленную информационно- управляющую магистраль 2, ЦВМ 3, первый коммутатор 4 и ГЩ ЦОС 5 устанавливается первичная конфигурация системы, т.е. работа в пассивном, активном или комбинированном режимах.
Информация, полученная от гидрофонов, поступает на вход АЦП 9 (для высокочастотных трактов через дециматоры) и далее в унифицированном виде на входы второго коммутатора 6. С выходов второго коммутатора 6 информация поступает на входы назначеьшых ПЦ ЦОС 5 выполняющих:
-преобразование временных отсчетов в частотные спектры сигналов (операции прямого преобразования Фурье);
-диаграммоформирование за счет суммирования пространственных частотных спектров сигналов с соответствующими коэффициентами, учитывающими геометрию антенн;
-накопление сигналов и пороговую обработку по каждому из каналов. Информация с выхода ПЦ ЦОС 5 поступает на входы первого
коммутатора 4 и далее вход ЦВМ 3, где выполняется окончательная (вторичная) обработка. С выхода ЦВМ 3 информация поступает в пульты оператора 1, где принимается решение о дальнейшем действии, т.е.:
-запомнить;
-приступить к досмотру сектора (переход к активному режиму);
-выполнять режим связи при классификации связного сигнала и т.д. В активном режиме, назначенном оператором, ЦВМ 3 формрфует
исходные данные для излучения (мошдость, вид сигнала, тип модуляции и т.д.), которые поступают через первый коммутатор 4 в ПЦ ЦОС 5 выполняющего операции с коэффициентами и обратного преобразования Фурье для каждого канала излучающей решетки, т.е. операции обратного диаграммоформирования.
В предлагаемой вычислительной системе за счет:
-одинакового частотного формата входных данных на входе второго коммутатора 6;
-двунаправленных связей между группами первого 4 и второго 6 коммутаторов;
-одинакового исполнения пультов оператора 1, ЦВМ 3 и ПЦ ЦОС 5; обеспечивается:
-высокая аппаратно-программная унификация на каждом уровне преобразования, обработки и коммутации сигналов;
(,
последовательно соединенных гидрофонов и АЦП (ЦАП), не приводит к выходу из строя тракта и комплекса в целом, можно сказать, что при выходе из строя ряда пультов оператора 1, ЭВМ 3, группы коммутаторов 4 и 6, одной двунаправленной информационно-управляющей магистрали 2, ряда ПЦ ЦОС 5 - цифровая вычислительная система сохраняет свою работоспособность, в т.ч. при одновременном выполнении ремонтных работ. К дополнительному положительному качеству предлагаемой вычислительной системы гидроакустического комплекса можно отнести возможность, при необходимости, отключить часть (неработающую) оборудования, что обеспечивает режим уменьшенного энергопотребления комплекса, что важно для носителей с ограниченным бортовым источником энергии.
Авторf .В. Малютин