Настраиваемый отказоустойчивый процессор - Configurable Fault Tolerant Processor

В Настраиваемый отказоустойчивый процессор (CFTP), разработанная Академическая группа космических систем на Военно-морская аспирантура, является экспериментальной полезной нагрузкой на борту Военно-морская академия США (USNA) MidSTAR-1 спутник. Midstar-1 был запущен на расстояние 492 км. низкая околоземная орбита (LEO) 8 марта 2007 г. на борту лайнера Атлас V одноразовая ракета-носитель из Мыс Канаверал База ВВС, вместе с FalconSat 3, STPSat 1, и CFESat в качестве вторичной полезной нагрузки. Основная полезная нагрузка была Орбитальный экспресс.

Цель CFTP

Проект конфигурируемого отказоустойчивого процессора направлен на демонстрацию возможности использования Программируемые пользователем вентильные матрицы (ПЛИС) для компьютерной обработки космических аппаратов путем применения к конструкциям различных методов отказоустойчивости. CFTP представляет собой ценный испытательный стенд для оценки на орбите различных отказоустойчивых концепций.

Использование FPGA обеспечивает дополнительную гибкость, позволяя проводить обновления на орбите и сокращать циклы разработки. С помощью Готовая реклама (COTS) технология позволяет инженеру производить более технологически продвинутые конструкции с меньшими затратами и в более короткие сроки, чем при использовании более традиционных компонентов космического класса.

Конструкция ПЛИС космического базирования также ставит перед студентами военно-морской аспирантуры уникальные задачи при разработке и настройке системы. Удаленный доступ к платформе по ограниченному каналу вниз и вверх создает проблемы, которых нет в наземных системах.[1]

Версии CFTP

CFTP-1

Плата CFTP-1 использует Xilinx Виртекс I части как для контрольной, так и для экспериментальной ПЛИС. Полная полезная нагрузка CFTP, доставленная в 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 связывается с компьютером обработчика команд и данных космического корабля (C&DH) через последовательный канал PPP.

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

CFTP-2

Система CFTP-2 в настоящее время является полностью наземной. Сама плата CFTP-2 настроена почти так же, как плата CFTP-1, однако в ней используется Xilinx Virtex 2 часть как экспериментальная FPGA, а не часть Xilinx Virtex I на CFTP-1. Эта система была испытана в протонном пучке с использованием Калифорнийский университет в Дэвисе циклотрон.

Рекомендации

  1. ^ Surratt, M ​​.; Лумис, H.H .; Ross, A.A .; Дурен, Р. (2005-03-05). «Проблемы удаленной конфигурации FPGA для космических приложений». 2005 IEEE Aerospace Conference. Военно-морская аспирантура. С. 1–9. Дои:10.1109 / AERO.2005.1559549. ISBN  0-7803-8870-4.