Аспирант НГТУ НЭТИ создал ПО для систем реального времени

В финале молодежного научно-инновационного конкурса «УМНИК» проект аспиранта кафедры электроники и электротехники, ассистента кафедры общей физики, младшего научного сотрудника ЦТП НГТУ НЭТИ Никиты Севостьянова «Разработка программного обеспечения для внутрисхемной отладки микропроцессорных систем управления реального времени» вошел в число трех проектов, отмеченных исполнительным директором фонда «Технопарк Академгородка» и приглашенных к прохождению акселерационной программы Академпарка «Бизнес-ускоритель А:СТАРТ» весной 2023 г. вне конкурсного отбора. Также проект поддержан финансово.

Системы реального времени применяются везде, где нужна надежность и скорость: в системах защиты серверов, кардиостимуляторах, электронной тормозной системе в автомобиле, автопилоте, системах отслеживания биржевых котировок и бронирования билетов и т. д., поскольку в таких системах необходима моментальная обработка запросов и полное отсутствие сбоев в любых условиях.

При создании систем реального времени приходится решать проблемы привязки внутрисистемных событий к моментам времени, своевременного захвата и освобождения системных ресурсов, синхронизации вычислительных процессов, буферизации потоков данных и т. п. Верификация микропроцессорных систем управления существующими методами, то есть проверка соответствия рабочих характеристик системы запросам производственного процесса имеет сегодня ряд ограничений, как то: человеческий и временной фактор, дороговизна используемого оборудования (внешних анализаторов), отсутствие необходимой точности в замерах.

Разработка Никиты Севостьянова — это, фактически, встроенное в СРВ программное обеспечение, которое позволяет производить верификацию микропроцессорной системы и ее автоматизированную подстройку к меняющимся внешним условиям в режиме реального времени, причем происходит это быстрее и надежнее, чем при верификации обособленным от системы оборудованием. 

«Преимущество нашей разработки, — комментирует Никита Севостьянов, — скорость реагирования и защита от человеческого фактора. Сегодня для получения тех же результатов, что даст наше программное обеспечение, требуется использование дорогостоящего оборудования американского производства. У разрабатываемого продукта широкая область применения, охватывающая такие отрасли, как приборостроение, промышленная робототехника, электротранспорт, автомобилестроение, аэрокосмическая промышленность, энергетика».

Инновационная идея проекта — измерять динамические характеристики (во временной и частотной областях) внутрисхемно посредством физических воздействий через модуляцию управляющих сигналов без встраивания специализированных анализаторов — уже получила золотую медаль XXV Московского международного салона изобретений и инновационных технологий «Архимед-2022».

На сегодня у разработчика существует базовая версия ПО и пошаговый план, предусматривающий в ближайший год создание расширенной версии программного продукта, а еще через год — выход на коммерческий продукт. В числе потенциальных потребителей, ряд из которых уже высказали намерение сотрудничать с разработчиком, предприятия силовой электроники, электротехники и связи.

Работа над проектом началась во время обучения Никиты Севостьянова в магистратуре по направлению «Электроника и наноэлектроника», профиль «Промышленная электроника и микропроцессорная техника» и параллельно работы в должности инженера-программиста в ЗАО «ЭРАСИБ», в обязанности которого входила разработка и отладка встраиваемых микропроцессорных систем управления электроприводами.

Справка: система реального времени (СРВ) — система, которая должна реагировать на события во внешней по отношению к системе среде или воздействовать на среду в рамках требуемых временных ограничений.