Kontron – פלטפורמת VME מוקשחת וחומרת CompactPCI לשליטה על מטוסי קרב לא מאויישים רבים

במרץ 2007 השליטה האוטונומית שהוענקה למטוסי קרב לא מאוישים צעדה צעד משמעותי קדימה. KONTRONהודות לטכנולוגיה פורצת גבולות, יכול טייס יחיד להטיס בו זמנית שילוב של חמישה מטוסים: אמיתיים והמחוללים ע”י מחשב. כשהוא ישוב בהגאים ב- Tornado, יכול הטייס לפקד על BAC 1-11  ששימש ככלי טייס לא מאוייש, Unmanned Air Vehicle (UAV), ועל שלושה מטוסים לא מאויישים נוספים שחולל המחשב (אולם נראו לטייס כאמיתיים לחלוטין). לא מדובר בצעד לקיצוץ עלויות לחברות התעופה המסחריות, אלא בפתרון בעל תועלת במספר סיטואציות בנוסף לפוטנציאל הצבאי, כולל תסריטי הצלת חיים ותסריטים הומניטאריים. לדוגמה, חיפושים והצלות של משמר החופים, פעולות הצלה במצבי אסון וניטור סביבתי.

 אינטליגנציה מובנית

לטכנולוגיה אפליקציות צבאיות חשובות והיא פותחה ע”י QinetiQ כפרוייקט ההגנה שמומן ע”י משרד ההגנה הבריטי (MOD). המערכת מעניקה למטוס קרב לא מאוייש רמה מתקדמת של עצמאות ואינטיליגנציה. סדרה של טיסות מבחן מוצלחות בוצעה במרץ 2007, כאשר ה-Tornado שימש כמטוס הפיקוד והבקרה, ומטוס הניסוי BAC 1-11 של QinetiQ ששימש כ- UAV “ממלא מקום”. לטייס ה-Tornado היתה האחריות לפקד על שלושה UAVs אחרים מדומים.  במהלך הטיסות צוותים משולבים של ה- Royal Air Force (RAF) ו- QinetiQ שהו במטוס ה-

BAC 1-11   לניטור ובקרת בטיחות בהמראה ובנחיתה. Tornado ,Integrated Avionics Research Aircraft (TIARA),  שהוטס ע”י טייס ניסוי של ה- RAF, קיבל את השליטה על ה- BAC 1-11 ששימש כממלא מקום UAV ועל שלושה UAVs מדומים בחלק המרכזי של כל טיסה.

 

בכוחות משולבים, ה- Tornado וארבעת ה- UAVs הוציאו לפועל סימולציה של מתקפה קרקעית על מטרה נעה. המערכת המתוחכמת אפשרה ל- UAVs לפעול בצורה אוטונומית, לתקשר ולחוש את הסביבה, כולל אוייבים אפשריים ולכוון את הנשק שלהם. אולם ההחלטה הסופית לירות את הנשק המדומה היתה שמורה לטייס ה- Tornado. המערכת תוכננה כך שתספק ל- UAVs מידה משמעותית של אינטליגנציה עצמאית כדי להקטין את עומס העבודה המוטלת על הטייס, ובו זמנית להבטיח שההחלטות החשובות ביותר נשארות בידי מפעיל אנושי.

 1

תמונה 1 –  Tornado ו- BAC 1-11  בהם השתמשהQinetiQ  בטיסות המבחן

 

האתגר – ביצוע אמין בתנאים קשים

במהלך טיסות הניסוי בוצעה סימולציה לתנאים אמיתיים, וטייס ה- Tornado פיקד על ה- BAC 1-11 ושלושת ה- UAVs המדומים, כאילו היו מטוסי קרב אמיתיים. לשם כך פיתחו QinetiQ תוכנה מורכבת ומתוחכמת לפיקוד מרחוק על ה- BAC 1-11 ולחולל את מטוסי הקרב המדומים והסביבות שלהם. כדי לארח תוכנה זו במהלך טיסות המבחן, נדרשה QinetiQ לפלטפורמת חומרה משובצת עוצמתית מספיק כדי לספק עיבוד בזמן אמת וחזקה מספיק כדי לעמוד בהלמים במהלך בטיסות ב- BAC 1-11.

 

דרישה חשובה נוספת היתה להשתמש בטכנולוגיית מחשב משובצת סטנדרטית מהמדף לשם הטמעת פרויקט  אקונומית. יתר על כן, משום שהפלטפורמה נדרשה לשלב CompactPCI® וטכנולוגית VME במערכת בעלת מספר מעבדים, QinetiQ נזקקה לשותף שיוכל לספק את כל ה- form factors הדרושים ממקור יחיד, כולל BSP למערכות הפעלה שונות כגון VxWorks ו- Linux. השותף הנבחר היתה חברת Kontron.

 

הפתרון – רב מעבד מוקשח עם form factors רבים

Kontron סיפקה שתי מערכות חומרה זהות: אחת במטוס הניסויים BAC 1-11, והשניה במתקן קרקעי עבור בדיקות מעבדה. כל פלטפורמה כללה מסדים רבים שהכילו מספר VMEs ולוחות CompactPCI® וכמו כן שרת תעשייתי Kontron Industrial Silent Server 4U (KISS-4U).

 

מאחר ו-VME הינה טכנולוגיה מבוססת היטב ומוכחת בעלת זמינות ואמינות גבוהה, היא אידיאלית לשימוש בסקטור האוויוניקה/ההגנה. CompactPCI® עומדת גם בדרישות הקפדניות להפעלה אמינה בסביבות קשות: המחברים הקשיחים, מובילים מתכתיים ודופן קדמית מתכתית שומרים את הלוחות המשולבים של CompactPCI® בצורה איתנה בתוך ארון ההרכבות. המחברים האלקטרוניים גם כן קשיחים ומספקים מבנה לוח  עמיד בהלמים ורעידות. הודות למבנה הקשיח, הכולל הגנה ל- HDD של המערכת בפני הלמים ורעידות, Kontron Industrial Silent Server 4U (KISS-4U) עם מעבדים 3.2 GHz Intel® היו לבחירה האופטימאלית לפעילות מוטסת אמינה.

 2

תרשים 2 – Tornado] Integrated Avionics Research Aircraft (TIARA)] בתצלום

מ-BAC 1-11 ששימש כממלא מקום UAV כחלק מהמבחן

 

בקרה בזמן אמת ע”י שילוב CPCI ו- VME

בטיסות המבחן בקרת ה- BAC 1-11 ושלושת ה- UAVs המדומים נוהלה ע”י תוכנת QinetiQ שרצה על רכיבי Kontron ב- 4 מסדי שרת – מסד אחד עבור בקרה של כל UAV. כל מסד הכיל מספר לוחות מעבד VMP2 3U Power PC ולוחות מעבד CP306 3U עם מעבדים המבוססים על  טכנולוגיית Centrino® מבית Intel®. הלוחות חוברו ע”י שני מתגי אתרנט מהירים CP930 3U. הודות למבנה הוורסטילי שלו, מתג אתרנט מהיר CP930 3U בעל 5 יציאות מהירות היה לבחירה האידיאלית לטיפול בתקשורת בזמן אמת בין form factors שונים.

 

Kontron סיפקה גם מערך להב למטרות תקשורת, שכללה מספר רב של לוחות 6U CompactPCI® (CP6000) עם מעבדים מפלטפורמת אינטל Centrino® וכרטיסים סריאליים בעלי ראש כפול 2 x CPCI UC232-2. המבנה המיוחד בעל  2 X ממשקי

RS-232/422/485, וקצבי baud עד ל- 1.5Mbps של כרטיסי ה- UC232-2 תוכנן במיוחד עבור אפליקציות תקשורת מונחות-ביצוע ומוקשחות כאלו.

 

שרתי ה- KISS4U, המורכבים במסדים נפרדים, ארחו מגוון אפליקציות ניטור מצב מהותיות. השרתים צוידו במעבדי 3.2 GHz לביצועים גבוהים וכרטיסים גרפיים Matrox Dual Head לחיבור תצוגות רבות. הם אפשרו למפעילים אשר על ה- BAC 1-11 לנטר ולבדוק את ביצועי המערכת במהלך טיסת המבחן.

 

במבט קדימה

טכנולוגיית UAV האוטונומית שפותחה ע”י QinetiQ נמצאת כבר בשימוש נוסף בתוכניות ממשלתיות והגנתיות המגובות ע”י התעשייה. QinetiQ  תופסת תפקידי מפתח בפרויקט Taranis, בתקציב של 124₤ מיליון, יוזמה משותפת של התעשייה ומשרד הביטחון הבריטי

(ה- MOD), בהובלת Systems BAE, לפתח מטוסי קרב לא מאויישים אוטונומיים. יתר על כן, טכנולוגיית QinetiQ  תומכת בפרויקט  ASTRAEA, שהינו בתקציב של  32₤ מיליון, ביוזמה משותפת של התעשייה ומשרד המסחר והתעשייה הבריטי, שמטרתו לחקור את האתגרים הטכניים והרגולטוריים של שימוש ב-UAVs  לאפליקציות אזרחיות ומסחריות.

 

“לאור ביצועיהם המרשימים בתנאים קשים בטיסות המבחן, בשילוב עם יתרונות רכישת החומרה והשירותים במקום אחד, אנו בהחלט מתכוונים לקחת בחשבון המשך שימוש בכרטיסים ובמערכות של Kontron לפרויקטים עתידיים”. הסביר טוני וול, MD בעסקי התעופה ב- QinetiQ. “Kontron הצליחה לספק בדיוק את סוג הטכנולוגיה המוקשחת המוכנה מהמדף ו-form factors  רבים שלהם הזדקקנו באפליקציות האלו – כולל BSP  למערכות הפעלה שונות כמו VxWorks ו- Linux.

 

תכנון הכרטיסים שנבחרו לפרויקט זה החל ב- 2005. פיתוחים חדשים יבוססו על פלטפורמות ליבות-רבות כדי לשפר ביצועים ולהפחית את צריכת ההספק/פיזור החום. Kontron בלבד מציעה טכנולוגיית מחשב משובצת עם ליבות רבות ב- 10 form factors ו- 12 מערכות שונות. כהכרה בפורטפוליו המקיף של מוצרים משובצים מבוססי ליבות רבות, זכתה Kontron ב-” 2007 Multi-Core Alignment Award of Excellence” מאינטל. פתרונות נוספים צפויים בעתיד הקרוב. על כן, Kontron היא השותף האידיאלי לאפליקציות form factors רבים, כולל תמיכה לכל מערכות ההפעלה בשימוש באפליקציות דומות.

 

תגובות סגורות