ADVERTISE SUBSCRIBE TECHNICAL ARTICLES EVENTS ETNdigi ABOUT USCONTACT
Oct # TME square

ETNtv

Watch ECF videos

 
ECF23 videos
  • Milan Piskla & David Gustafik, Ciklum
  • Jarno Ahlström, Check Point Software
  • Tiitus Aho, Avnet Embedded
  • Hans Andersson, Acal BFi
  • Pasi Suhonen, Rohde & Schwarz
  • Joachim Preissner, Analog Devices
ECF22 videos
  • Antti Tolvanen, Etteplan
  • Timo Poikonen, congatec
  • Kimmo Järvinen, Xiphera
  • Sigurd Hellesvik, Nordic Semiconductor
  • Hans Andersson, Acal BFi
  • Andrea J. Beuter, Real-Time Systems
  • Ronald Singh, Digi International
  • Pertti Jalasvirta, CyberWatch Finland
ECF19 videos
  • Julius Kaluzevicius, Rutronik.com
  • Carsten Kindler, Altium
  • Tino Pyssysalo, Qt Company
  • Timo Poikonen, congatec
  • Wolfgang Meier, Data-Modul
  • Ronald Singh, Digi International
  • Bobby Vale, Advantech
  • Antti Tolvanen, Etteplan
  • Zach Shelby, Arm VP of Developers
ECF18 videos
  • Jaakko Ala-Paavola, Etteplan CTO
  • Heikki Ailisto, VTT
  • Lauri Koskinen, Minima Processor CTO
  • Tim Jensen, Avnet Integrated
  • Antti Löytynoja, Mathworks
  • Ilmari Veijola, Siemens

logotypen

 2022  # square  (4)
TMSNet  advertisement
ETNdigi
A la carte
AUTOMATION DEVICES EMBEDDED NETWORKS TEST&MEASUREMENT SOFTWARE POWER BUSINESS NEW PRODUCTS
ADVERTISE SUBSCRIBE TECHNICAL ARTICLES EVENTS ETNdigi ABOUT US CONTACT
Tweet

TECHNICAL ARTICLES

Edullisia satelliitteja avoimella koodilla

Tietoja
Kirjoittanut Veijo Ojanperä
Julkaistu: 22.07.2019
  • Devices

Kaupallisten 180-2000 kilometrin korkeudessa operoivien matalan kiertoradan LEO-satelliittien markkinat ovat kasvussa, sillä kysyntää on yhä nopeammille internet-yhteyksille sekä suuren resoluution kuvantamis- ja kartoitussovelluksille, joissa tarvitaan nopeita toistojaksoja.

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

LEO-satelliiteille sijoitetut hyötysignaali-instrumentit käyvät yhä monimutkaisemmiksi, kun tietoliikenteelle ja kuvantamiselle asetetut vaatimukset lisääntyvät kaiken aikaa. Lisäksi tähän liittyy myös etämittauskanavien määrän kasvattaminen, jotta instrumenttien kuntoa voidaan valvoa ja taata turvallinen, luotettava toiminta satelliitille koko sille suunnitellun eliniän ajaksi. Kun käytetään tavanomaisia analogisia erilliskomponentteja, etämittauselektroniikalla on taipumus viedä paljon korttiasennustilaa ja kuluttaa runsaasti tehoa, jolloin myös muodostuu haittaavasti lämpöä. Lisäksi entistä monimutkaisemmat instrumentit vaativat satelliittiin suuren määrän piirikortteja.

Piirikorttien koon, komponenttien määrän, tehonkulutuksen ja lämmönmuodostuksen asettamat haasteet saadaan onneksi suurelta osin ratkaistuiksi, kun käytetään uudenlaisia säteilynkestäviä sekasignaalisia IC-piirejä ja uutta avoimen RISC-V -arkkitehtuurin mukaista RISC-laskentaa.

Etämittaus valvontaa ja ohjausta varten

Käytännössä etämittauskortit suorittavat monenlaisia toimintoja, jotka liittyvät muuhunkin kuin kunnon monitorointiin ja vianilmaisuun, kuten esimerkiksi käsittelemään yhteyden eristämistä satelliittimaa-asemalta ja palauttamista satelliittimaa-asemalle sekä hallitsemaan tehonkulutusta ja lämpöhäviöitä ohjaamalla autonomisesti hyötysignaali-instrumenttien kuormitusta.

Nykyisissä satelliiteissa tyypillisimmin käytössä olevat piirikortit, joita usein nimitetään I/O-korteiksi, sisältävät suuria määriä analogiamultipleksereitä, analogia-digitaalimuuntimia, virta-ajureita, jännitereferenssejä ja muita erilliskomponentteja, jotka keräävät dataa kuten tärkeitä virta- ja jännitearvoja sekä tietoja lämpötiloista, mekaanisista jännityksistä, paineista ja magneettikentän voimakkuuksista. Kunkin kortin pinta-ala asettuu välille 120-180 neliötuumaa (180 neliötuumaa on noin kaksi A4-paperia) ja monimutkaiset hyötysignaalit voivat vaatia useita kortteja, jotta kaikki kanavan edellyttämät vaatimukset saadaan toteutetuksi. Tähän kuluu paljon satelliitin sisällä olevaa kallisarvoista tilaa ja lisäksi tämä kuluttaa tehoa ja synnyttää haitallista lämpöä sekä lisää materiaalikustannuksia. On myös hankalaa ja kallista suunnitella kortteja uudelleen tai sovittaa niihin uusia ominaisuuksia tai päivittää niiden olemassa olevia ominaisuuksia. 

Uudenlainen ohut ratkaisu

Kehittyneiden teknologisten ratkaisujen toimittamiseen erikoistuneen Microsemin tarjoamassa tuotevalikoimassa on saatavissa tilauspohjaisia integroitavia, säteilynkestäviä sekasignaalipiirejä, joihin voidaan integroidusti koota suuri joukko analogiatoimintoja, kuten multipleksereitä, vahvistimia, suodattimia, analogia-digitaali- ja digitaali-analogiamuuntimia yksittäiselle laitteelle. Näillä IC-piireillä hyötysignaalikorttien suunnittelija voi toteuttaa I/O-kortteja, joissa komponenttien määrä ja korttien kokoa on saatu merkittävästi pienemmäksi. Tällä tavoin saadaan säästöä kustannuksissa ja tilantarpeessa, jotka liittyvät kriittisten satelliittiparametrien ilmaisussa tarvittavan anturidatan lukemisessa ja käsittelyssä. Samalla myös järjestelmän luotettavuus paranee ja säästetään kustannuksia ja aikaa, mitä kuluu yksittäisten komponenttien seulontaan, testaukseen ja kelpoisuuden määrittelyyn.

Esimerkiksi LX7730-etämittausohjain käsittää monipuolisen joukon analogia- ja muunnintoimintoja sekä ohjelmoitavan virtalähteen, tarkkuusjännitelähteen ja 64 konfiguroitavaa differentiaalista tai epäsymmetristä anturituloa integroituna 132-nastaiseen keraamiseen CQFP-koteloon. Sen säteilynkestävyysarvot ovat ionisoivan säteilyn kokonaisannos (TID) 100 krad ja alttius heikkotasoisen säteilyn aiheuttamalle vikaantumiselle (ELDRS) 50 krad, mukaan lukien yksittäistapauksina tapahtuvat ilmiöt, ja se täyttää sekä Class Q:n että Class V:n mukaiset QML-laatuvaatimukset.

LX7730 on suunniteltu toimimaan isäntänä toimivan FPGA-piirin yhteydessä, jolloin tiedonsiirto tapahtuu joko 8-bittisellä rinnakkaisväylällä tai 12,5 Mb/s:n SPI-liitäntäparilla, joka tukee redundanttia tiedonsiirtoa kahdelle eri isännälle.

Avoimen käskykannan arkkitehtuuri

Uudenlaista avointa RISC-V ISA-arkkitehtuuria hyödyntämällä FPGA-piiri pystyy toimimaan edullisesti lähellä etämittauslähdettä. Se mahdollistaa autonomisesti tapahtuvan datan keräämisen, kunnon valvonnan ja kuormituksen ohjauksen hyötysignaalilähteessä, jolloin satelliitin keskusyksikköjärjestelmästä vapautuu resursseja, koska sen ei tarvitse vastata etäällä olevien hyötysignaaliyksikköjen etämittauksen hallinnasta. 

RISC-V-säätiön ylläpitämänä standardina avoimena arkkitehtuurina RISC-V ISA tarjoaa paljon etuja avaruustekniikan suunnittelussa. Yksi etu on ”jäädytetty” käskykanta, minkä ansiosta mikä tahansa RISC-V-ytimelle kirjoitettu ohjelmisto toimii aina millä tahansa RISC-V-laitteella. Tämän ansiosta alkuperäinen koodikanta on uudelleen käytettävissä monissa eri ohjelmistoissa jopa vuosikymmeniä, jolloin vanhempien sovellusten ylläpitäminen helpottuu merkittävästi. Yhteistyökumppanit ja jälleenmyyjät voivat luoda RISC-V-ohjelmistoytimiä, jotka räätälöidään asiakkaan erityisvaatimuksiin ja mahdollistavat tarvittaessa RTL-yhteiskäytön sallimisen turvallisuudeltaan kriittisten sovellusten valvonnassa.

RISC-V-prosessorit on jo testattu säteilynkestävissä FPGA-piireissä avaruuslentosovelluksissa. RISC-V-prosessorin käsittävä FPGA soveltuu käytettäväksi kussakin hyötysignaaliyksikössä lukemaan LX7730-sekasignaalipiirin lähettämää etämittausdataa, prosessoimaan kyseistä dataa ja tekemään päätöksiä sen pohjalta sekä raportoimaan tietoa hyötysignaaliyksikön kunnosta satelliitin keskustietokoneelle käyttäen mitä tahansa yleiskäyttöistä käskyväyläprotokollaa, kuten MIL-STD-1553, SpaceWire, CAN-väylä, tai standardoimattomia erityisprotokollia.

Periaate hyväksi havaittu

Uudenlaisen etämittausdatan keräämisen periaatetta esitelläkseen Microchip on toteuttanut ”Six Sensor Demo” -konseptin, jossa RISC-V-pohjainen RTG4 FPGA on yhdistetty LX7730-etämittausohjaimeen SPI-liitännällä. LX7730 kerää dataa toisiinsa yhdistetystä anturien pienverkostosta ja näyttää mitatut arvot kannettavan tietokoneen näytön käyttöliittymällä. FPGA käskyttää LX7730-ohjainta lähettämään analogia-digitaalimuunnosdataa SPI-kehyksessä ja suorittaa tarvittavat skaalaustoimenpiteet ennen kuin lähettää datan käyttöliittymälle UART:n kautta.

Yhdessä mainitut kaksi edistysaskelta – suurtiheyksinen sekasignaali-integrointi ja avoin RISC-V ISA – mahdollistavat sen, että satelliitin datankeruun elektroniikka voidaan toteuttaa entistä vähemmän tilaa vaativana ja tehoa kuluttavana, entistä kevyempänä, taloudellisempana käytössä, joustavampana ja luotettavampana. Samalla keskustietokoneen kapasiteettia vapautuu, koska sen ei tarvitse enää keskitetysti hallita monien etämittauskorttien toimintaa.

LEO-satelliittien käyttö on näin ollen entistä taloudellisempaa tietoliikenteen, kuvantamisen ja muissa sovelluksissa, mikä lisää niiden kaupallista kiinnostavuutta.

back to top
MORE NEWS

Sotilaskäyttöön kehitetty läppäri kestää ”vähän enemmän”

Panasonic Mobile Solutions on esitellyt kovien olosuhteiden Toughbook-läppäristään 40 Military -version, joka on kehitetty erityisesti sotilasajoneuvoissa käytettäväksi. Laite on kehitetty yhdessä roda computer GmbH:n kanssa, joka on jo pitkään konfiguroinut ja mukauttanut Panasonicin laitteita erilaisiin sotilassovelluksiin.

Alihankinta keräsi hyvin väkeä

Tampereen Alihankinta-messut täytti tällä viikolla jo 35 vuotta. Kolmipäiväinen tapahtuma keräsi hyvin väkeä, kaikkiaan 16 925 kävijää. Luku ei ole aivan ennätysvuoden 2016 tasolla, mutta selkeä parannus vaisuun viime vuoteen.

Zuken tuo tekoälyn piirikortin reititykseen

Japanilainen Zuken tunnetaan piirilevyjen suunnittelun työkaluistaan. Nyt yritys on tuomassa tekoälyn asiakkaidensa käyttöön. Tämä tapahtuu kolmessa vaiheessa Zukenin CR-8000-työkaluissa.

Raspberry Pi saa odotetun 5-version

Raspberry Pi on suosituin kehittäjien yhden kortin tietokone, mutta nykyinen 4-sukupolvi on jo neljän vuoden ikäinen. Tämä ongelma poistuu lokakuussa. Raspberry Pi 5 saa jopa 2-3 kertaa enemmän suorituskykyä, kun prosessoriksi vaihtuu Broadcomin BCM2712.

Voiko johtava muovi tuoda riittävän EMI-suojauksen 5G-sovellukseen?

On monia esteitä, jotka on voitettava, jotta 5G tuo lupaamansa paremman suorituskyvyn ja tehokkuuden, antaa uusia käyttökokemuksia ja yhdistää uusia toimialoja. Yksi avain näiden lupausten täyttämiselle on ainutlaatuisten EMI-suojausmateriaalien ja -tekniikoiden kehittäminen, jotka mahdollistavat sähkömagneettisten häiriöiden onnistuneen hallinnan ja parantavat sähkömagneettista yhteensopivuutta.

16-bittisellä lisää tehoa moottorinohjaukseen

Renesas Electronics on julkistanut uuden jäseniä suosittuun RL78-mikro-ohjainten perheeseensä. 16-bittinen RL78/G24 tuo tähän asti suurimman suorituskyvyn RL78-perheen ohjaimiin.

Telia testaa jo uusinta RedCap-tekniikkaa

Telia on tehnyt Nokian ja MediaTekin kanssa kenttätestejä Suomessa 5G Reduced Capability -teknologialla eli RedCapilla. RedCap on IoT:n eli esineiden internetin uusin 5G-tekniikka, joka auttaa Telian asiakkaita hyödyntämään IoT:t entistä paremmin.

Nokia yllättää: tuo 5G-päätelaitteet teollisuuskäyttöön

Vuosituhannen alussa Nokia valmisti suuria määriä Tetra-viranomaispuhelimia, mutta tämä liiketoiminta myytiin vuonna 2005 ranskalaiselle EADS:lle. Nyt yhtiö yllättää tuomalla kovaa käyttöä kestävät 5G-päätelaitteet langattomiin verkkoihin teollisissa ympäristöissä, kuten satamissa, kaivoksissa, kemianlaitoksissa ja öljynporauslautoilla.

Tamperelainen Radientum Nordicin eliittikumppaniksi

Tamperelainen Radientum tunnetaan antennien ja RF-suunnittelun työkaluistaan. Nyt yhtiö on päässyt mukaan Nordic Semiconductorin eliittikumppaniksi eli Elite Desing Partners -listalle.

Laser nostaa prosessorin datalinkin viisinkertaiseksi

Kupari on jo kauan sitten korvattu kuidulla verkkoyhteyksissä. Nyt ruotsalaisen Svers Semiconductorsin tytäryhtiö Sivers Photonics aikoo esitellä ECOC-messuilla Glasgow´ssa optista piiriä, joka yltää 4 terabitin datanopeuteen 8 eri aallonpituudella.

Microchip toi I3C-väylän pienelle ohjaimelle

Jo iäkkäät I2C- ja SPI-väylät ovat korvautumassa nopeammalla I3C-anturiväylällä monissa pienissä laitteissa. Microchip on nyt kehittänyt markkinoiden ensimmäisen pienen nastamäärän ohjainpiirin, joka tukee I3C-väylää.

Simulink osaa nyt analysoida bugeja lennossa

MathWorks on julkistanut vuoden toiset päivitykset sekä Matlabiin että Simulinkiin. Uusi 2023b-julkaisu esittelee kaksi tuotetta ja useita merkittäviä päivityksiä, joilla suunnittelijoiden työtä voidaan tehostaa ja virtaviivaistaa.

Demo osoittaa: universaaliprosessori on askeleen lähempänä

Tachyum on yritys, joka kehittää universaaliprosessoria. Siis suoritinta, joka kykenee ajamaan kaikkia eri käskykantoja samalla raudalla. Prodigy-prosessorin pitäisi tulla markkinoille ensi vuonna.

Renesas yhdistää AI- ja mikro-ohjainkehityksen

Mikro-ohjainmarkkinoiden kärkeen kuuluva Renesas aikoo mahdollistaa sen, että mikro-ohjainten kehittäjät pääsevät samoilla työkaluilla kiinni myös tekoälytoimintojen kehittämiseen. Yhti sanoo luoneensa rajapinnat Reality AI Tools -työkalujen ja e2 studio -kehitysympäristönsä välille.

Ericsson: mobiiliverkkoja ajetaan pian pilvessä

Mobiiliverkot eivät ole entisen kaltaisia. Aiemmin kyse oli valmistajakohtaisista suljetuista ratkaisuista, nyt verkkoja halutaan toteuttaa eri valmistajien komponenteilla ja ohjelmistoilla. Ericsson sanoo saavuttaneensa tärkeän virstanpylvään tulevaisuuden avoimissa verkoissa.

Nokia tarjoaa ”verkkoa koodina” – siis mitä?

Nokia on julkistanut uuden alustan, jolle on annettu nimeksi Networks as Code. Alustan tavoitteena on nopeuttaa sitä, miten operaattorit voivat muuttaa verkon ominaisuuksia liikevaihtoa kerryttäviksi tuotteiksi. Mistä siis on kyse?

UWB:llä voi paikantaa 1,4 millimetrin tarkkuudella

Monissa sovelluksissa olisi käyttöä äärimmäisen tarkalle paikannukselle. Toinen tärkeä ominaisuus olisi erittäin pieni virrankulutus. Belgialainen mikroelektroniikan tutkimuskeskus IMEC esitteli VLSI Technology Symposiumissa impulssiradion, joka vastaa molempiin vaatimuksiin komeasti.

Auton moottorinohjaus yhdellä kortilla

Saksalaisen Rutronikin System Solutions -suunnitteluyksikkö on esitellyt uuden kehityskortin autojen pienikokoisille moottorin ohjausyksiköille. RDK4-kortti on odotettu laajennus yhtiön kanta- ja sovitinkorttivalikoimaan.

Aurinkosähkön ja akkujen hinta on romahtanut 10 vuodessa

Berliinissä sijaitseva tieteellinen ajatushautomo Mercator Research Institute on Global Commons and Climate Change (MCC) on julkaissut Energy Research & Social Science -lehdessä tutkimuksen, jonka perusteella aurinkosähkön hinta on laskenut 87 prosenttia ja akustojen 85 prosenttia viimeisen vuosikymmenen aikana.

Innokas Medical on nyt vain Innokas

Lääketieteen laite- ja sovelluskehityksen palveluita tarjoavat 200 kehittäjän Innokas Medical haluaa laajentua myös muille sulautetun kehityksen alueille. Tätä varten yhtiö uudelleenbrändää itsensä ytimekkäällä nimellä Innokas.

22/8 34 35 36 37 38 39 # pcbway
37 38 39 40  # pc-box
2023 # 50 år pc-box
 2022  # mobilbox
22/8 34 35 36 37 38 39 # pcbway klar
37 38 39 40 # mobilbox
2023 # 50 år mobilbox
Oct # mobilbox
TMSNet  advertisement
ALWAYS # ETNdigi nysbrev

© Elektroniikkalehti

 
 

TECHNICAL ARTICLES

Voiko johtava muovi tuoda riittävän EMI-suojauksen 5G-sovellukseen?

On monia esteitä, jotka on voitettava, jotta 5G tuo lupaamansa paremman suorituskyvyn ja tehokkuuden, antaa uusia käyttökokemuksia ja yhdistää uusia toimialoja. Yksi avain näiden lupausten täyttämiselle on ainutlaatuisten EMI-suojausmateriaalien ja -tekniikoiden kehittäminen, jotka mahdollistavat sähkömagneettisten häiriöiden onnistuneen hallinnan ja parantavat sähkömagneettista yhteensopivuutta.

Lue lisää...

OPINION

Kolme tapaa pidentää tietokoneiden käyttöikää

Ilmastokriisin ratkaiseminen edellyttää teknologian käyttöiän pidentämistä ja laitteiden kierrättämistä jatkuvan uusien laitteiden ostelun ja pois heittämisen sijaan, kirjoittaa Panasonic TOUGHBOOKin Pohjoismaiden maajohtaja Stefan Lindau.

Lue lisää...

LATEST NEWS

  • Sotilaskäyttöön kehitetty läppäri kestää ”vähän enemmän”
  • Alihankinta keräsi hyvin väkeä
  • Zuken tuo tekoälyn piirikortin reititykseen
  • Raspberry Pi saa odotetun 5-version
  • Voiko johtava muovi tuoda riittävän EMI-suojauksen 5G-sovellukseen?

NEW PRODUCTS

  • Sotilaskäyttöön kehitetty läppäri kestää ”vähän enemmän”
  • USB ja Bluetooth samassa pienessä paketissa
  • 65 wattia tehoa useammasta USB-portista
  • Markkinoiden suosituin korttitietokone nyt Mouserilta
  • Tähän asti tarkin anturi sähköautojen akustoihin
 

NEWSFLASH

Tweets by ETN_fi
 

Section Tapet