מאת: חלי פומרנץ. המגזר הצבאי והציבורי ושוקי ההתקנים הניידים המסחריים דורשים התקני רדיו עם פונקציונליות ועם יכולות גבוהות יותר, הנתונים במארזים קטנים יותר ופועלים בהספק נמוך יותר ובעלויות נמוכות, לצורך פיתוח, הרכשה, הפעלה ושדרוגי טכנולוגיה. דרישה זו דוחפת את המעבר מפלטפורמות סטטיות, לשימוש יחיד מבוססות חומרה, אל התקני רדיו מוגדרים בתוכנה [SDR] ניתנים לשינוי וגמישים הרבה יותר.
החברות Wind River ו–PrismTech חברו יחדיו כדי לספק פתרון מלא של התקני רדיו [SDR] מסחריים לביצועים גבוהים ולאספקה מן המדף [COTS], המיועד לשווקים חובקי עולם, ונתמך בקשת רחבה של פלטפורמות חומרה של צד שלישי. פתרון זה משלב את מערכות ההפעלה לביצועים גבוהים של Wind River ואת סביבת הפיתוח Workbench של Wind River, עם פלטפורמות הפיתוח להתקני SDR – Spectra CX של PrismTech, לצורך פרישה מהירה של התקני רדיו והמרה (porting) ופיתוח של צורות גלים. פתרון זה מסוג COTS כולל את מערכת ההפעלה בזמן אמת [RTOS] – VxWorks 6 של Wind River עם מערכת הפעלה בארכיטקטורת SCA – 2.2.2 Spectra – לביצועים גבוהים, וספרייה לזמן פעולה בתקן POSIX – תואמת PSE52, עם סביבת הפעלה [OE] מלאה להתקני SDR. הפתרון כולל מסגרת עבודה לליבות במארזי גורמי צורה קטנים [SFF] ובארכיטקטורה לתקשורת תוכנה [SCA] של PrismTech ואת סוכן הגישה לעצמים [ORB] המשובץ, כדי ליצור מחסנית התקני רדיו מוגדר בתוכנה, מותאמת באופטימיזציה ומשולבת באופן הדוק.
הפתרון השלם להתקני רדיו SDR של Wind River ו–PrismTech תומך בפלטפורמות מוצרי חומרה מסחריים מן המדף של חברות צד שלישי מובילות, ומאפשר בכך ביצוע אינטגרציה מהירה של פלטפורמות מוכחות בשוקים העולמיים, כדי להאיץ את זמן היציאה לשוק ועל מנת להקטין סיכוני תוכנה.
הפתרון השלם SDR של Wind River ו–PrismTech כולל את היכולות רבות העוצמה הבאות:
• מארז גורם צורה קטן במיוחד, ביצועים גבוהים, סביבת הפעלה בארכיטקטורת SCA –2.2.2 Spectra
• ספריה תואמת ארכיטקטורת SCA – AEP 2.2.2 – לביצוע מהיר של אינטגרציית רכיבים
• כלי פיתוח מוביל בשוק – Spectra CX – לפיתוח פלטפורמות וצורות גלים להתקני רדיו SDR מתקדמים בארכיטקטורת SCA, אשר תומך בתכנון הנדסי מונע על ידי מודלים
• תמיכה בשפות C ו–C++ לקבלת פיתוח ופרישה של תוכנה מותאמת באופטימיזציה להתקני רדיו ניידים
• ספריית CORBA מותאמת באופטימיזציה ל–ORB Spectra e*
• מחסנית טכנולוגיות רישות מתקדמות של Wind River, שתומכת הן ב–VxWorks וגם ב–Linux של Wind River
• תמיכה בפלטפורמות מערכת הפעלה לזמן אמת VxWorks 6, הקיימות (שנמצאות בשימוש של יצרנים…) בטווח רחב של יצרנים מובילים בתעשייה של מעגלים מסחריים מן המדף בטכנולוגיות מסחריות לביצועים גבוהים של מוליכים למחצה
• סביבת פיתוח עטורת הפרסים המבוססת על Workbench של Wind River
ארכיטקטורת תקשורת בתוכנה
התקני רדיו צבאיים מובילים את המעבר אל התקני רדיו מוגדרים בתוכנה של הדור הבא. כדי לתמוך בהאחדה תקנית וביכולת תקשור ופעולה גלובליים, הנדרשים להתקני רדיו צבאיים, התוכנית JTRS (מערכת רדיו טקטית משותפת) של משרד ההגנה האמריקני וגופים בתעשייה יצרו את ארכיטקטורת התקשורת בתוכנה [SCA]. ארכיטקטורה זו מסייעת בפיתוח של מערכות תקשורת SDR בעלות יכולת תקשור ופעולה, ונשענת על היתרונות של החידושים אחרונים בטכנולוגיה, אשר אמורים לחזק באופן ניכר את היכולות של התקני הרדיו, תוך כדי הפחתת עלויות הפיתוח והפרישה.
ארכיטקטורת SCA נוצרה כדי להגיע אל המטרות הבאות:
• קיצור זמן פיתוח התוכנה באמצעות היכולת לעשות שימוש חוזר בתכנונים מבוססי מודלים
• אספקת יכולת מעבר לתוכנת היישומים של התקני רדיו (צורות גלים) בין יישומי SCA השונים
• שיפור תקנים ומסגרות עבודה מסחריים על מנת להקטין את עלויות הפיתוח
ארכיטקטורת SCA תוכננה במיוחד כדי לענות על הדרישות שמציבים היישומים הצבאיים והיישומים המסחריים. מאחר שארכיטקטורת SCA אמורה להפוך לתקן שמתקיים בכוחות עצמו, ספקים של מוצרי אלקטרוניקה תעשייתיים מתחום רחב וחוצה–מגזרים, משתתפים בפיתוח ובתיקוף של ארכיטקטורת SCA.
האתגרים העומדים בפני יצירת התקני רדיו SDR באמצעות ארכיטקטורת SCA
ארכיטקטורת SCA מחייבת סביבת עבודה שכוללת מסגרת עבודה בליבה, את תוכנת הביניים [middleware] – CORBA – ומערכת הפעלה [OS] שתואמת קבוצה חלקית של POSIX.
את הרכיבים של תוכנת סביבת ההפעלה [OE] אפשר לקבל ממגוון של ספקים, יצרנים של התקני רדיו ואינטגרטורים של מערכות. בעבר, היצרנים של התקני רדיו היו רוכשים או מפתחים בעצמם את הרכיבים השונים של סביבת ההפעלה, ולאחר מכן, נהגו לשלב ולתקף את מחסנית סביבת ההפעלה המשולבת, עם אחד מבין הכלים הזמינים. לאחר מכן, היצרנים של התקני הרדיו השתמשו במחסניות ובכלים האלו, שנועדו לשימוש יחיד, כדי לפתח את פונקציות רדיו הליבה הנחוצות על פי הדרישות, התקציבים ומועדי האספקה של רדיו מוגדר בתוכנה – SDR.
הפיתוח של מחסנית סביבת ההפעלה הקניינית לשימוש יחיד, הוא אחד מאזורי הסיכון החמורים ביותר עבור יצרני SDR ומציג בפניהם את האתגרים הבאים:
• ניהול סיכונים ועלויות: לתהליכי פיתוח של תוכנה מותאמת באופן חד–פעמי עבור מטרה יחידה יש נטייה להיות בעלי עלויות גבוהות הכרוכות בפיתוח, בייצור ובעדכון טכנולוגי. המניעים הדוחפים את העלויות האלו הם הפיתוח של כמה רכיבים ושילובם עם רכיבים אחרים תוצרת יצרנים רבים, ובכך יצירת סביבת פיתוח מלוכדת עבור אלמנטים שונים של סביבת הפעלה, ושמירה על סביבה זו באמצעות צוות אנשי מקצוע מיומנים לאורך כל חיי התוכנית.
• שימוש בהתקני רדיו SDR בהתקנים מסחריים מן המדף מוכחים: בעבר, אנשי הפיתוח של מוצרי SDR לא נהנו מהיתרון הכרוך בשיפור מוצרי SDR מסחריים מן המדף, על מנת להרחיב את יעילות התוכנית ולקבל את יתרונות העלות בשל ניצול פתרונות מסחריים, מתוקפים, משולבים ובעלי יכולת פעולה גבוהה עבור התעשייה.
• הצורך ביכולת יצוא: את התקני הרדיו שכוללים תוכנה שפותחה עם תקציבים של משרד ההגנה האמריקני לא ניתן לייצא בקלות לשותפים שעוסקים באבטחה ברחבי העולם. ועם זאת, כדי להיות בעלי ערך מבחינה פיננסית, יצרנים אמריקניים צריכים להגדיל את ההשקעות הטכנולוגיות שלהם בתוכניות SDR עולמיות.
• הקטנה עד למינימום של דרישות גודל, משקל והספק [SWaP]: ביצוע אופטימיזציה בפלטפורמת SCA הופך להיות גורם קריטי כאשר מבקשים להבטיח שלהתקני הרדיו יידרשו העקבה הקטנה ביותר שאפשר במונחים של SWaP, במקביל להגדלה עד למקסימום של מהירות שידור נתונים, והקטנה עד למינימום של זמני אתחול וכיבוי.
• שיפור עד למקסימום של היצרנות: ארכיטקטורת SCA היא מפרט מורכב הכולל דרישות רבות הקשורות בטכנולוגיות מתקדמות רבות. הייצור היעיל של יישומים תואמי ארכיטקטורת SCA וסביבות הפעלה, קשה במיוחד ללא כלים מתקדמים ופלטפורמות משולבות של תוכנה מסחרית מן המדף.
• אבטחת תאימות לארכיטקטורת SCA: תאימות לארכיטקטורת SCA מחויבת על ידי משרד ההגנה האמריקני ומשתמשים בהתקני רדיו צבאיים אחרים, כדי להבטיח יכולת תקשור ופעולה. לכן, המפתחים נדרשים לעמוד בדרישות התאימות כפי שקיבלו תוקף על ידי מעבדות הבדיקה והערכה של מערכות JTRS – JTEL.
פתרון התקני הרדיו השלם של Wind River ו–PrismTech פותר את האתגרים הבאים עבור SDR:
• פתרון התקני הרדיו השלם של Wind River ו–PrismTech מבוסס על רכיבים מוכחים לזמן הפעלה בתאימות לארכיטקטורת SCA, על מנת להקטין את הסיכון האפשרי שלא יעמדו בדרישות התאימות.
• פיתוח תוכנת SCA מגביר את היעילות עם כלים מתקדמים למען יצירת מודלים, הפקת קוד ותיקוף תאימות.
• דרישות הגודל המשקל וההספק [SWaP] מופחתות מיידית עם ביצוע אופטימיזציה של פלטפורמת ארכיטקטורת SCA מסחרית מהמדף, שמגדילה עד למקסימום את התפוקה, מקטינה את זמני האתחול והכיבוי ומקטינה עד למינימום את השימוש במשאבים.
• התקני הרדיו SDR המסחריים מן המדף מאפשרים היקפים כלכליים ברמה מסחרית ומספקים ערוצים מוכחים לתמיכה מקצועית, שאינה זמינה בתהליכי פיתוח מותאמים אישית, מקצרים את מחזור החיים הכולל ומקטינים את עלויות התמיכה.
שירותים מובילים בתעשייה מאיצים פלטפורמות התקני רדיו SDR ומתאימים אותן באופטימיזציה
להשלמת פתרונות SDR מסחריים מן המדף, עומד לרשותך טווח רחב של שירותי אינטגרציה, האצה ואופטימיזציה זמינים מאת החברות Wind River ו–PrismTech. צוות העובדים המקצועי שלנו יכול להאיץ את תהליך האימוץ של פתרון SDR מסחרי מן המדף, החל בשירותי תכנון וייעוץ ועד לשירותי פיתוח מלאים במגוון תחומים, כגון קבלת אישורים, הגירה לסביבת הפעלה מסחרית מן המדף וביצוע אופטימיזציה לפלטפורמות, המרה צורות גלים והגירה של קוד מסורתי. לאנשי הצוות שלנו יש מומחיות בתחומים מובילים בתעשייה והם יכולים לעבוד באופן עצמאי או כנספחים משלימים לצוות הביתי שלך, לפי הנדרש. אפשר לקבל הכשרה לכל ההיבטים של הפתרון המשותף שלנו.
הערה: הפתרון המקיף של התקני הרדיו המוגדר בתוכנה של Wind River ו–PrismTech הוא תוכנה מסחרית למכירה מן המדף, ואינו כפוף למגבלות היצוא של העברה בינלאומית לפי כללי הצבא [ITAR] או לפי מערכת רדיו טקטי משותפת [JTRS].
Wind River, חברה בבעלות מלאה של אינטל (NASDAQ: INTC), היא מובילה עולמית בפיתוח תוכנה למערכות משובצות ומכשירים ניידים. ווינד ריבר היא בין החלוצות בתחום מחשוב מערכות משובצות: נוסדה בשנת 1981 והטכנולוגיות שפיתחה נמצאות ביותר מ- 500 מיליון מוצרים שונים בעולם. מטה החברה נמצא באלמדה, קליפורניה, ולחברה סניפים נוספים במעל 15 מדינות נוספות, כולל מרכז פיתוח ומרכז תמיכה ומכירות בישראל.
הכתבה ניתנה באדיבות חברת WINDRIVER
