ТЕСТИРОВАНИЕ ГРАФИЧЕСКИХ ШЕЙДЕРОВ ДЛЯ ИСПОЛЬЗОВАНИЯ В БОРТОВОЙ СИСТЕМЕ ВИЗУАЛИЗАЦИИ ГРАЖДАНСКИХ ВОЗДУШНЫХ СУДОВ

Номер выпуска 3 от 24.01.2025

Программный комплекс современного гражданского самолета работает под управлением операционной системы реального времени (ОСРВ). Эта технология является критической с точки зрения безопасности и для использования должна быть сертифицирована. Неотъемлемой частью ОСРВ является графическая компонента. Существующие авиационные приложения применяют графические шейдеры, которые компилируются перед выполнением. Но компилятор шейдеров, написанный на языке C++, не может быть сертифицирован. Поэтому мы предложили подход, при котором компилятор не используется в бортовом программном обеспечении. Он компилирует шейдеры заранее, и в процессе работы они загружаются в виде двоичного программного объекта. Таким образом, сертификация компилятора шейдеров была заменена на тестирование программного объекта, создаваемого им. Нами был разработан программно-аппаратный комплекс, предназначенный для тестирования работы компилятора, независимый от конкретной целевой платформы. На основе анализа авиационных приложений был разработан набор тестов, позволяющий проверить корректность всех операций шейдеров, применяемых в приложениях гражданской авиации. Таким образом, мы нашли и успешно реализовали практичное решение проблемы невозможности сертификации компилятора шейдеров, что позволило включить шейдеры в сертифицированное программное обеспечение бортового оборудования гражданского самолета.

17 0

ИССЛЕДОВАНИЕ МЕТОДОВ ОБХОДА ДВУХУРОВНЕВЫХ BVH-ДЕРЕВЬЕВ НА ГРАФИЧЕСКИХ ПРОЦЕССОРАХ

Номер выпуска 3 от 24.01.2025

Ключевой частью наиболее распространенных методов трассировки лучей является обход/поиск пересечения с иерархической структурой - BVH, описывающей геометрию сцены. В данной работе представлен сравнительный анализ производительности нескольких методов обхода BVH-деревьев на стационарных и мобильных графических процессорах. Мы исследовали BVH-деревья с различной глубиной и количеством дочерних узлов, реализовали несколько алгоритмов обхода со стэком и два различных алгоритма безстэкового обхода; предложили свой вариант безстэкового обхода, более производительный чем существующие в ряде случаев. Предложили свой вариант сжатия BVH-дерева с двумя узлами, теряющий не более 15% производительности. Мы выявили некоторую общую проблему, встречающуюся почти во всех алгоритмах при их реализации на графических процессорах. Мы полагаем, что наш анализ поможет разработчикам аппаратных ускорителей трассировки лучей создавать более экономное аппаратное решение, не ограничиваемое при этом только лишь трассировкой лучей. Если говорить более конкретно, результаты наших экспериментов говорят о том, что можно получить ускорение до 5 раз с помощью изменения механизма работы L2-кэша, причем на стационарных GPU с аппаратным ускорением трассировки лучей это, по-видимому, уже сделано не только в рамках непосредственно механизма аппаратного ускорения трассировки лучей, но и в более общем случае.

15 0

Особенности разработки бортовой системы визуализации для гражданских воздушных судов

Номер выпуска 3 от 17.09.2025

Приборные панели современных самолетов создаются по концепции “стеклянной кабины”. Эта новая идеология интерфейса позволяет улучшить восприятие важной полетной информации за счет отображения ее на одном многофункциональном дисплее. В работе рассматриваются проблемы, возникающие при разработке сертифицируемой системы визуализации дисплея пилота, предназначенной для работы на гражданских воздушных судах под управлением российской операционной системы реального времени JetOS. В статье приведено несколько алгоритмических решений, позволяющих добиться приемлемой скорости визуализации. В частности, подробно описано решение проблемы жесткого расписания разделов операционной системы, благодаря которому удалось преодолеть деградацию скорости визуализации. Намечены пути дальнейших работ.

13 0