ЛИДЕР В СФЕРЕ СПУТНИКОВОГО МОНИТОРИНГА
RU EN

Технология Plug-and-Play для микроспутников экспериментально отработана

14 Мая 2013
События отрасли

Специалисты компании «СПУТНИКС» в рамках работ по сознанию микроспутниковой платформы «ТаблетСат» собрали и протестировали аппаратуру бортового комплекса управления (БКУ), созданную на основе спецификаций Space Plug-and-Play Architecture (SPA). Данный набор открытых стандартов был разработан Американским институтом астронавтики и аэронавтики (American Institute of Aeronautics and Astronautics, AIAA) совместно с Американской исследовательской лабораторией ВВС США (U.S. Air Force Research Laboratory, AFRL). 

Бортовой комплекс управления (БКУ) — аппаратно-программный комплекс, который позволяет на борту спутника объединять служебные системы и полезную нагрузку в единую информационную систему. В микроспутниковой платформе «ТаблетСат» бортовой комплекс управления объединяет служебные системы (ориентации и стабилизации, телеметрии и телекоманд, GPS-навигатор, управления энергопитанием), полезную нагрузку и высокоскоростной  передатчик полезной нагрузки с использованием последовательной шины SpaceWire.

На основе рекомендаций SPA в компании «СПУТНИКС» был разработан собственный набор спецификаций Sputnix Plug-and-Play Architecture (SxPA). SxPA — это Plug-and-Play архитектура, основным назначением которой является быстрое агрегирование и конфигурирование подсистем микроспутников с использованием принципа Plug-and-Play. Данный принцип позволяет подключать устройство к системе без его предварительной подготовки и подготовки самого БКУ, то есть, когда обеспечивается автоматизированный процесс распознавания устройств и обмена данными между ними.

Главное отличие SPA от SxPA заключается в том, что стандарт от «СПУТНИКС» упрощает ряд подходов SPA-архитектуры, делая ее менее требовательной к аппаратно-программным ресурсам SpaceWire-сетей. Тем самым она оптимально подходит для комплекса задач, решаемых микроспутниками класса «ТаблетСат» массой 10..50 кг. Стандарт оптимизирован для использования в сетях SpaceWire и CAN, но позволяет также интегрировать в систему устройства с I2C и UART-интерфейсами, используя стандартные миниатюрные и малопотребляющие адаптеры.

В состав функционального БКУ входят один или несколько процессоров-менеджеров SxPA-сети, сеть мультипортовых SpaceWire-маршрутизаторов с подключенными к ним неограниченным числом устройств-абонентов или шлюзов в другие не-SpaceWire-подсети. Функции Plug-and-Play поддерживаются в БКУ на аппаратном и программном уровне.

Для отработки технологии SxPA специалистами «СПУТНИКС» был создан стенд, состоящий из основных компонент инфраструктуры БКУ, объединенных в сеть, и ряда подключаемых к этой сети SxPA-совместимых абонентов и их симуляторов (до 50).

Суть проверки состояла в подключении и отключении на «лету» абонентов сети и контроля процесса их распознавания/деинсталляции менеджером, обмена данными между ними. Эксперимент показал, что система работает как ожидалось, при этом пропускная способность SpaceWire-сети составляла не менее 30 Мбит/сек, энергопотребление всех компонент БКУ было в пределах нескольких ватт.

«Полученный результат крайне важен для нас, поскольку он подтверждает правильность выбранной нами концепции построения микроспутниковой платформы, а также аппаратно-программных решений для реализации космического Plug-and-Play. Следующий шаг — доработка программного обеспечения до получения полнофункциональной летной системы распознавания подключаемых служебных устройств и полезной нагрузки», — рассказал Станислав Карпенко, технический директор «СПУТНИКС».

В ближайшем будущем разработанное в «СПУТНИКС» SxPA-программное обеспечение, написанное на языке ANSI C, предполагается распространять в исходных кодах с открытой BSD-лицензией. Сами же SxPA-спецификации доступны уже сейчас, они находятся в открытом доступе на сайте компании: www.sputnix.ru. Там же приведены спецификации SxPA-совместимых служебных систем, разрабатываемых в «СПУТНИКС» для оснащения микроспутниковых платформ «ТаблетСат».

 

Компания «СПУТНИКС» — инновационный центр по разработке, изготовлению и наземным испытаниям перспективных элементов и систем для малых космических аппаратов. Инвестором компании является Инженерно-технологический центр «СКАНЭКС» (scanex.ru). В настоящее время ведется создание микроспутниковой платформы массой 10-50 кг, собираемой по принципу «Space Plug and Play Architecture», или SxPA. Принцип SxPA подразумевает возможность сборки элементов и систем космического аппарата как блоков ЛЕГО-конструктора. Минимальная масса полезной нагрузки для платформы может составлять от 2 кг, максимальная — до 15 кг. Располагая различными наборами служебных систем, датчиков, управляющих элементов, передатчиков, будет возможно из имеющихся устройств и конструктивных элементов собрать микроспутниковую платформу под разные цели. Спутникам дали имя «ТаблетСат», поскольку самый маленький очень походит на таблетку, а большой выглядит как упаковка «аскорбинки».

 

«Строительные блоки» SxPA-бортового комплекса управления. Слева направо: Многофункциональный интерфейсный переходник со SpaceWire на шины CAN, I2C, UART, 4-х портовый маршрутизатор сети SpaceWire с функцией управления питанием и поддержкой RMAP, бортовой компьютер — центральный менеджер сети — на основе процессора LEON3 и операционной системы RTEMS, со встроенным 4-портовым SpaceWire-маршрутизатором и интерфейсами CAN, I2C, UART
Стенд для испытаний бортового комплекса управления
Все новости

Подпишитесь на рассылку. 
Раз в неделю мы будем присылать только свежие и актуальные новости.

Наверх