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.

 

Suomen suurin valtti kybersodassa on luottamus

Teknologia19 – Aalto-yliopiston kyberturvallisuusprofessori Jarno Limnéll uskoo, että luotettavuudesta voi tulla suomalaisten yritysten suurin myyntivaltti tulevaisuudessa. – Tärkein kysymys on tulevaisuudessa, kehen ja mihin voimme luottaa. Luottamuksesta on tulossa hyvin arvokas aineeton pääoma yrityksille, Limnéll sanoi eilen messukeskuksessa.

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 2020 Is the Year of DDR5 - Cadence Blogs - Cadence Community https://t.co/9KTs2glPGl
ETN_fi Huawei Mate 30 Pro: Can You Live Without Google? https://t.co/I5zwgY40Lm @HuaweiMobile @HMS_GlobalPage #mate30pro
ETN_fi PCIM Europe 2020 will be postponed. Due to the increasing spread of covid-19 in Europe the organisers have decided… https://t.co/rLE1oEi2ME
ETN_fi Infineon can acquire Cypress, says CFIUS. Waiting for approval from the Chinese. https://t.co/WUZPe4ovaK käyttäjältä @Infineon
ETN_fi Want to encrypt your Android device? Find the instructions here: https://t.co/iiMgZbXzND


Sponsors


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.



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.



AFRY (previous ÅF Pöyry) offers customized SW, HW and mechatronics services to the embedded and industrial IoT-markets. Based on your needs we deliver requirement specification, design, implementation, manufactured product and maintenance for your intelligent and connected systems. AFRY has many years' experience in providing air-born products with high demands on quality and traceability, robust end-to-cloud solutions as well as cost-efficient end user products. We also provide expert consultants.



Exhibitors


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.



Kontron is a global leader in embedded computing technology (ECT). As a part of technology group S&T, Kontron offers a combined portfolio of secure hardware, middleware and services for Internet of Things (IoT) and Industry 4.0 applications. With its standard products and tailor-made solutions based on highly reliable state-of-the-art embedded technologies, Kontron provides secure and innovative applications for a variety of industries.




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.





ECF template