Настраиваемый отказоустойчивый процессор

Конфигурируемый отказоустойчивый процессор (CFTP), разработанный Академической группой космических систем в Военно-морской аспирантуре , представляет собой экспериментальную полезную нагрузку на борту Военно-морской академии США (USNA) спутника MidSTAR-1 . Midstar-1 был запущен на 492-километровую низкую околоземную орбиту (НОО) 8 марта 2007 года на борту Atlas V одноразовой ракеты-носителя со станции ВВС на мысе Канаверал вместе с FalconSat 3 , STPSat 1 и CFESat в качестве вторичной полезной нагрузки. Основной полезной нагрузкой был Orbital Express .

Цель CFTP

Проект конфигурируемого отказоустойчивого процессора направлен на демонстрацию возможности использования программируемых вентильных матриц (FPGA) для компьютерной обработки космических аппаратов путем применения различных методов отказоустойчивости к конструкциям. CFTP представляет собой ценную испытательную площадку для оценки на орбите различных концепций отказоустойчивости.

Использование FPGA обеспечивает дополнительную гибкость, позволяя проводить обновления на орбите и ускорять циклы разработки. Использование готовой коммерческой технологии (COTS) позволяет инженерам создавать более технологически продвинутые конструкции с меньшими затратами и в более короткие сроки, чем при использовании более традиционных компонентов космического класса.

Космическое проектирование FPGA также ставит перед студентами аспирантуры ВМФ уникальные задачи по разработке и настройке системы. Удаленный доступ к платформе по ограниченному нисходящему и восходящему каналу связи создает проблемы, которых нет в наземных системах. ^{[ 1 ]}

Версии CFTP

ЦФТП-1

На плате CFTP-1 используются детали Xilinx Virtex I как для контрольной, так и для экспериментальной ПЛИС. Полная полезная нагрузка CFTP, доставленная на MidSTAR-1, состоит из самой платы CFTP (показанной на изображении космического корабля выше), платы процессора ARM, которая связывается с управляющей FPGA на плате CFTP через шину PC/104 и плата питания. Плата процессора ARM обменивается данными с компьютером управления и обработки данных (C&DH) космического корабля через последовательный канал PPP.

Перед интеграцией со спутником MidSTAR CFTP-1 прошел радиационные испытания на циклотроне Калифорнийского университета в Дэвисе.

ЦФТП-2

Система CFTP-2 в настоящее время является полностью наземной системой. Сама плата CFTP-2 настроена почти идентично плате CFTP-1, однако в качестве экспериментальной FPGA используется часть Xilinx Virtex 2 , а не часть Xilinx Virtex I на CFTP-1. Эта система была испытана на пучке протонов с использованием Калифорнийского университета на циклотроне Дэвиса.

Ссылки

^ Сурратт, М.; Лумис, Х.Х.; Росс, А.А.; Дюрен, Р. (5 марта 2005 г.). «Проблемы удаленной настройки FPGA для космических приложений» . Аэрокосмическая конференция IEEE 2005 г. Военно-морская аспирантура. стр. 1–9. дои : 10.1109/AERO.2005.1559549 . ISBN 0-7803-8870-4 . S2CID 31997734 .

[1] Сурратт, М.; Лумис, Х.Х.; Росс, А.А.; Дюрен, Р. (5 марта 2005 г.). «Проблемы удаленной настройки FPGA для космических приложений» . Аэрокосмическая конференция IEEE 2005 г. Военно-морская аспирантура. стр. 1–9. дои : 10.1109/AERO.2005.1559549 . ISBN 0-7803-8870-4 . S2CID 31997734 .

[ 1 ]