Настраиваемый отказоустойчивый процессор

Конфигурируемый отказоустойчивый процессор (CFTP), разработанный Академической группой космических систем в Военно-морской аспирантуре , является экспериментальной полезной нагрузкой на борту спутника MidSTAR-1 Военно-морской академии США (USNA) . Midstar-1 был запущен на низкую околоземную орбиту (LEO) высотой 492 км 8 марта 2007 года на борту одноразовой ракеты-носителя Atlas V с космодрома Кейп-Канаверал вместе с FalconSat 3 , STPSat 1 и CFESat в качестве вторичной полезной нагрузки. Основной полезной нагрузкой был Orbital Express .

Проект конфигурируемого отказоустойчивого процессора направлен на демонстрацию возможности использования программируемых пользователем вентильных матриц (ПЛИС) для обработки данных на космических аппаратах путем применения различных методов обеспечения отказоустойчивости к конструкциям. CFTP предоставляет ценный испытательный стенд для оценки на орбите различных концепций отказоустойчивости.

Использование ПЛИС обеспечивает дополнительную гибкость, позволяя проводить модернизацию на орбите и быстрые циклы разработки. Использование коммерческой готовой (COTS) технологии позволяет инженеру производить более технологически продвинутые конструкции по более низкой цене и в более короткие сроки, чем при использовании более традиционных космических компонентов.

Проектирование космических ПЛИС также предоставляет студентам Военно-морской аспирантуры уникальные задачи по разработке и настройке системы. Удаленный доступ к платформе через ограниченный нисходящий и восходящий канал создает проблемы, не встречающиеся в наземных системах. ^[1]

Плата CFTP-1 использует детали Xilinx Virtex I как для управляющих, так и для экспериментальных ПЛИС. Полная полезная нагрузка CFTP, доставленная на MidSTAR-1, состоит из самой платы CFTP (показана на изображении космического корабля выше), платы процессора ARM, которая взаимодействует с управляющей ПЛИС на плате CFTP через шину PC/104, и платы источника питания. Плата процессора ARM взаимодействует с компьютером Command and Data Handler (C&DH) космического корабля через последовательный канал PPP.

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

Система CFTP-2 в настоящее время является полностью наземной системой. Сама плата CFTP-2 настроена почти идентично плате CFTP-1, однако она использует часть Xilinx Virtex 2 в качестве экспериментальной ПЛИС, а не часть Xilinx Virtex I на CFTP-1. Эта система была испытана в протонном пучке с использованием циклотрона Калифорнийского университета в Дэвисе .