Платформа для киберфизических систем с многоуровневой организацией и смешанной критичностью вычислительных процессов

Представлены результаты разработки программно-аппаратной конфигурируемой платформы, предназначенной для создания сложных киберфизических систем, например, таких как многооперационные технологические и лабораторные роботизированные установки, подразумевающие параллельное выполнение прикладных заданий с учетом ограничений реального времени. Разработанная архитектура платформы позволяет сочетать системные и прикладные вычислительные процессы со смешанной по характеру требований реального времени критичностью функций. В рамках создания платформы предложены специализированные модели организации вычислительного процесса с необходимым инструментарием и языками разработки, методы создания компонентов платформы, архитектурные шаблоны проектирования целевых систем на базе платформы. Представлены планы дальнейшего развития и использования платформы.

1. Burns A., Robert I.D. Mixed Criticality Systems — A Review. Department of Computer Science, University of York, York, UK, 2022. 97 p.

2. Rouxel B., Altmeyer S., Grelck C. YASMIN: a real-time middleware for COTS heterogeneous platforms // Proc. of the 22nd International Middleware Conference (Middleware ‘21). 2021. P. 298–309. https://doi.org/10.1145/3464298.3493402

3. Schuster S., Wägemann P., Ulbrich P., Schröder-Preikscha W. Proving real-time capability of generic operating systems by system-aware timing analysis // Proc. of the 25th IEEE Real-Time and Embedded Technology and Applications Symposium (RTAS). 2019. P. 318–330. https://doi.org/10.1109/rtas.2019.00034

4. Ключев А.О., Кустарев П.В., Палташев Т.Т., Платунов А.Е. Применение HLD-методологии для проектирования реконфигурируемых встраиваемых систем // Научно-технический вестник информационных технологий, механики и оптики. 2014. № 4(92). С. 74–82.

5. Платунов А.Е., Пинкевич В.Ю. Перспективные автоматизированные системы управления наружным освещением на платформе LMTFusion // Информатизация и системы управления в промышленности. 2020. № 1(85). С. 135–138.

6. Pinkevich V.Y., Platunov A.E., Penskoi A.V. The approach to design of problem-oriented reconfigurable hardware computational units // Proc. of the Wave Electronics and its Application in Information and Telecommunication Systems (WECONF). 2020. P. 1–6. https://doi.org/10.1109/weconf48837.2020.9131512

7. Pinkevich V., Kluchev A., Kluchev V., Platunov A. Designing custom computing platforms for cyber-physical systems // Proc. of the 23rd International Multidisciplinary Scientific GeoConference Surveying Geology and Mining Ecology Management, SGEM. 2023. V. 23. N 2.1. P. 65–72. https://doi.org/10.5593/sgem2023/2.1/s07.09

8. Pinkevich V., Kluchev A., Platunov A., Kluchev V. Organization of mixed-critical computing systems for control of multi-operational technological systems // Proc. of the 24th International Multidisciplinary Scientific GeoConference Surveying Geology and Mining Ecology Management, SGEM. 2024. V. 24. N 2.1. P. 65–72. https://doi.org/10.5593/sgem2024/2.1/s07.09

9. Platunov A., Kluchev A., Pinkevich V., Kluchev V., Kolchurin M. Training laboratories with online access on the ITMO.cLAB platform // CEUR Workshop Proceedings. 2020. V. 2893.