JavaScript is currently disabled.Please enable it for a better experience of Jumi. ECF

Matalan kiertoradan eli ns. LEO-satelliitit (Low earth orbit) ovat tulleet kaupallisesti mielenkiintoisiksi alhaisen latenssin ja suuren kapasiteetin laajakaistapalvelujen tarjoamisessa, sekä esimerkiksi M2M-tietoliikenteessä ja kuvantamisessa. 180-2000 kilometrin etäisyydellä maanpinnasta liitävät LEO-satelliitti ovat suhteellisen edullisia verrattuna 12000-36000 kilometrin korkeudessa kulkevia MEO-satelliitteihin (mid-earth orbit) tai geostationaarisella radalle kulkeviin satelliitteihin. Lisäksi ne toimivat pienemmällä RF-teholla.

Kaupalliset paineet puristavat nyt satelliitin materiaalikuluja ohuemmiksi samalla kun toimintakustannuksia kutistetaan ja luotettavuutta yritetään parantaa. Säteilyn kestävät analogia-sekasignaalipiirit yhdessä säteilyn kestävien FPGA-piirien kanssa, joihin on integroitu avoin RISC-V-prosessoriarkkitehtuuri, auttavat suunnittelijoita vastaamaan näihin tavoitteisiin.

Telemetriapiiristö pienemmäksi

Tyypillisessä LEO-satelliitissa telemetriapiiristö voi viedä merkittävästi tilaa ja kuluttaa merkittävän osa kokonaistehosta. Sitä käytetään paitsi satelliitin kunnon monitorointiin ja virheentunnistukseen, myös prosessoimaan maa-asemalta tulevia eristys- ja palautuskäskyjä, ja ohjaamaan satelliitin kokonaistehonkulutusta ja lämmöntuottoa.

Telemetriakortit, joita joskus kutsutaan I/O-korteiksi, sisältävät suuren määrän analogiamultipleksereitä, AD-muuntimia, virta-ajureita ja jännitereferenssejä esimerkiksi jännitetasojen, virrankulutuksen, lämpötilan, mekaanisen rasituksen, paineen ja magneettikenttien vahvuuden mittaamiseen, joita tarvitaan laitteiston terveyden monitorointiin. Piirit voivat viedä jopa 180 neliötuumaa eli reilut 1100 neliösenttiä arvokasta alaa satelliitista. Monimutkainen laitteisto kuten esimerkiksi digitaalinen tietoliikennepiirit tai tutkan kuvantaminen tai signaalinprosessointijärjestelmät voivat vaatia useita tällaisia kortteja telemetriakäyttöön. Ne kuluttavat tehoa, tuottavat lämpöä ja kasvattavat laitteiston materiaalikustannuksia merkittävästi. Lisäksi tyypilliset I/O-kortit sisältävät erillispiirejä, joilla on toteutettu kiinteitä toimintoja, joita on vaikeaa ja kallista päivittää tai muokata.

Tässä kohtaa kuvaan astuu Microchipin LX7730-telemetriaohjain, joka on alusta asti suunniteltu kestämään säteilyä. Se käyttää edistynyttä, pitkälle vietyä integraatiota yhdistämään toiminnot kuten multiplekserit, vahvistimet, sekä AD- ja DA-muuntimet yhdellä sirulla, ja on suunniteltu toimimaan isäntä-FPGA:n kumppanina. Kompaktiin 132-nastaiseen keraamiseen QFP-koteloon (quad flat package) koteloituna piiri on QML-kvalifioitu sekä Class Q- että Class V -vaatimuksiin.

Isäntäprosessorin resurssien säästäminen

Voimme mennä vieläkin pidemmälle hyödyntämällä uusinta RISC-V-käskykantaa, jonka ansiosta kumppanina toimivan FPGA:n ohjelmistopohjainen CPU-prosessori voi suorittaa telemetrialähteen  paikallista laskentaa. FPGA:n ja telemetriaohjaimen yhdistelmä voidaan toteuttaa kustannustehokkaasti jokaisessa laitteistossa suorittamaan datankeruuta, järjestelmän kunnon monitorointia ja laitteiston ohjaustehtäviä itsenäisesti, ja lähettämään yksinkertaisia tilapäivityksiä satelliitin keskustietokoneelle komentoväyläprotokollilla kuten MIL-STD-1553, SpaceWire, CAN-väylä tai jokin asiakaskohtainen protokolla. Tämä vapauttaa satelliitin pääprosessorin muihin tehtäviin.

Uusi ”kuuden anturin demo” kokoaa tämän kaiken yhteen näyttäen, miten LEO-satelliitit voivat laskea telemetriatiedot tehokkaammin yhdistämällä LX7730-telemetriaohjaimen säteilyä kestävään RTG4-FPGA-piirille, jolla on ohjelmistopohjainen RISC-V-prosessoriydin. Piirit työskentelevät yhdessä kerätäkseen dataa anturien verkosta ja näyttääkseen mittausarvot graafisesti kannettavan tietokoneen näytöllä.

Tämä demo kuvaa erinomaisesti, miten I/O-tehtävät voidaan yksinkertaistaa ja isäntäprosessorin kellojaksoja säästää samalla, kun pitkälle viety sekasignaaliosien integrointi pienentää datankeruujärjestelmän kokoa ja painoa samaan aikaan kun sen luotettavuus paranee. Nämä ovat kriittisiä vaatimuksia LEO-satelliittijärjestelmien menestyksekkäälle kaupallistamiselle.

Artikkelin kirjoittaja Dorian Johnson vastaa High-Reliability -tuotteiden markkinoinnista Microchip Technologyssä.

 

IoT-laitteiden tietoturva on retuperällä

Viime syksynä Mirai-haittaohjelma valloitti tuhansia ja tuhansia valvontakameroita palvelunestohyökkäyksiä varten. Barr Groupin tuore kyselytutkimus osoittaa, että sulautettujen laitteiden suunnittelijat eivät vieläkään suhtaudu riittävän vakavasti laitteiden tietoturvaan.

Lue lisää...

Korteilla vauhtia IoT-kehitykseen

Sulautetun laitteen kehitys onnistuu useimmiten helpoiten valmiiden moduulien avulla. Nykyään niitä saa myös tehokkailla Apollo Lake -sarjan prosessoreilla varustettuna.

Lue lisää...
 
 
ETN_fi New company into embedded computing. Smart Global Holdings buys Artesyn Embedded Computing and Inforce Computing. S… https://t.co/fAot8lOkbO
ETN_fi Elfa @Distrelec ottaa valikoimiinsa Bournsin TBU-pikaylijännitesuojat. Tekniikka on suunniteltu suojaamaan oikosulu… https://t.co/FKBlrlEvmJ
ETN_fi @ROHM_EU innovates with a new lens structure on automotive instrument cluster leds. See https://t.co/oWWiWzHBqr for more.
ETN_fi @nokia fiber will connect China Unicom 5G/4G radios to core. https://t.co/ESaZKhZ1SP
ETN_fi @RohdeSchwarz has signed a channel partner deal with @yeint. This means that R&S Value Instruments devices can be f… https://t.co/nADnUc0NdK


Sponsors



Advantech is a leader in providing trusted innovative embedded and automation products and solutions. Advantech offers comprehensive system integration, hardware, software, customer-centric design services, and global logistics support; Advantech has always been an innovator in the development and manufacture of high-quality, high-performance computing platforms.




Arm defines the pervasive computing that’s shaping today’s connected world. Realized in 125+ billion silicon chips, our device architectures orchestrate the performance of the technology that’s transforming our lives — from smartphones to supercomputers, from medical instruments to agricultural sensors, and from base stations to servers.




We offer high value-added engineering services, embedded systems and IoT as well as technical documentation solutions. Etteplan’s extensive offering covers all design engineering service needs for machinery, equipment and plants including embedded systems and IoT solutions.



Presentors


We offer custom, cost-effective solutions to help you fulfil your project. With our wealth of technology expertise, we can provide expert technical support and guidance at every stage of your design.




The number one COMPANY FACT about Altium is: Our Strategic Business Focus is Printed Circuit Board Design Software. Designers need tools that help them make the most of modern technologies, successfully manage projects, and deliver connected, intelligent products. We create the ECAD tools designers need.




congatec is a leading supplier of industrial computer modules using the standard form factors COM Express, Qseven and SMARC as well as single board computers and EDM services. congatec’s products can be used in a variety of industries and applications, such as industrial automation, medical, entertainment, transportation, telecommunication, test & measurement and point-of-sale.




DATA MODUL stands behind its claim as a worldwide leading supplier of professional “visual solutions” and is a reliable premier choice partner in the areas of display, touch, embedded and monitor solutions.




Since 1985, Digi International Inc. (Digi) has been a pioneer in wireless communication, forging the future for connected devices and responding to the needs of the people and enterprises that use them. Today, our IoT offering includes sensor-based solutions, a sophisticated platform for remotely monitoring device deployments of any size, anywhere, as well as professional design, implementation and certification teams to help you carry out your vision, no matter how large or small.



Microchip Technology Inc. is a leading provider of microcontroller, analog, FPGA, connectivity and power management semiconductors. Its easy-to-use development tools and comprehensive product portfolio enable customers to create optimal designs which reduce risk while lowering total system cost and time to market. The company’s solutions serve more than 130,000 customers across the industrial, automotive, consumer, aerospace and defense, communications and computing markets. Headquartered in Chandler, Arizona, Microchip offers outstanding technical support along with dependable delivery and quality.




For more than 80 years, Rohde & Schwarz has stood for quality, precision and innovation in all fields of wireless communications. The group relies on its expertise based on 20 years of experience in IT and network security.




Rutronik has developed from a “one-man-company” into one of the worldwide leading broadline distributors, employing more than 1,600. In the electronic components market, Rutronik currently ranks 11th worldwide and is the third largest European distributor. The product range includes semiconductors, passive and electromechanical components as well as embedded boards, storage technologies, displays and wireless products.




The Qt Company is responsible for Qt development, productization and licensing under commercial and open-source licenses. Qt is a C++ based framework of libraries and tools that enables the development of powerful, interactive and cross-platform applications and devices.



Exhibitors



Our focus is on industrial electronics and producing support services. The main product areas of Mespek are embedded modules, industrial computing, test & measurement modules and server management systems (KVM-switches). Besides our domestic customers we have clients also in several countries such as Benelux, China, Estonia, Ireland, Norway, Russia, Sweden and Switzerland.




Tritech offers standard products, design and support services, as well as custom solutions to the embedded and industrial IoT-markets. Partnering with leading technology companies, we deliver intelligent and connected systems that enable our customers’ applications. We turn technology into business.


ECF template