ISSN 0021-3454 (печатная версия)
ISSN 2500-0381 (онлайн версия)
Меню

7
Содержание
том 61 / ИЮЛЬ, 2018
СТАТЬЯ

DOI 10.17586/0021-3454-2018-61-5-403-408

УДК 004.2; 621.398

БОРТОВОЙ КОМПЛЕКС УПРАВЛЕНИЯ ДЛЯ НАНОСПУТНИКА CUBESAT НА БАЗЕ ТЕХНОЛОГИИ „СИСТЕМА НА КРИСТАЛЛЕ“

Ханов В. Х.
СибГУ им. М. Ф. Решетнева, Институт информатики и телекоммуникаций; доцент


Шахматов А. В.
СибГУ им. М. Ф. Решетнева, Институт информатики и телекоммуникаций; инженер


Чекмарев С. А.
СибГУ им. М. Ф. Решетнева, Институт информатики и телекоммуникаций; доцент


Лепешкина Е. С.
СибГУ им. М. Ф. Решетнева, Институт информатики и телекоммуникаций; инженер


Аннотация. Представлены результаты разработки бортового комплекса управления для наноспутников. В качестве основной элементной базы определены две программируемые логические интегральные схемы класса FPGA, вмещающие две „системы на кристалле“, связанные между собой сетевым интерфейсом SpaceWire. В первой FPGA размещен бортовой компьютер на базе процессора LEON3, во второй — контроллер системы электропитания и подсистема сбора информации с аналоговых датчиков. На базе технологии SpaceWire формируется бортовая сеть наноспутника, маршрутизирующие коммутаторы которой встроены в „системы на кристалле“ бортового комплекса управления. Для обеспечения сбоеустойчивости комплекса внешняя и внутренняя память (кэш и регистровый файл процессора LEON3) бортового компьютера защищены устройством обнаружения и коррекции однократных ошибок. Технические характеристики экспериментального образца бортового комплекса управления не уступают характеристикам таких комплексов для космических аппаратов малого, среднего и тяжелого классов. Однако потребляемая мощность разработанного бортового комплекса управления превосходит возможности солнечных батарей наноспутника формата 1U, поэтому его можно рекомендовать для сверхмалых космических аппаратов стандарта CubeSat формата 3U и выше.  
Ключевые слова: наноспутник, бортовой комплекс управления, система на кристалле, программируемые логические интегральные схемы, бортовая сеть наноспутника

Список литературы:
  1. Клюшников В. Ю., Клементьев С. А. Наноспутники — наиболее перспективный класс малых космических аппаратов // Инноватика и экспертиза. 2016. Вып. 2 (16). С. 97—105.
  2. LEON3FT Fault-Tolerant Processor [Электронный ресурс]: http://www.gaisler.com/index.php/products/processors/leon3ft.
  3. ECSSE-ST-50-12C. SpaceWire — Links, nodes, routers and networks. 2008. P. 129.
  4. Немудров В., Мартин Г. Системы на кристалле. Проектирование и развитие. М.: Техносфера, 2004. С. 216.
  5. CubeSat Design Specification Rev. 13. California State Polytechnic University [Электронный ресурс]: http://cubesat.org/images/developers/cds_rev13_ final2. pdf.
  6. Khanov V. Kh., Borodina T. V. Topologies of the onboard networks for small spacecraft // Proc. Intern. Conf. on Information Processing and Control Engineering (ICIPCE-2015), Moscow, Russia, 15—17 Apr., 2015. P. 5
  7. Microsemi. FPGA Families [Электронный ресурс]: https://www.microsemi.com/products/fpga-soc/fpgas.
  8. Ханов В. Х., Вергазов М. Ю., Чекмарев С. А., Шахматов А. В., Лукин Ф. А. Концепция создания бортового комплекса управления для малых космических аппаратов // Вестн. Сибирского гос. аэрокосм. ун-та. 2012. № 5 (45). С. 144—149.
  9. GRLIB IP Library User’s Manual Version 1.4.1 - b4156. 2015. May. P. 92.
  10. Shakhmatov A. V., Chekmarev S. A., Khanov V. Kh., Vergasov M. Y. Spacewire router IP-core with priority adaptive routing // IOP Conf. Series: Materials Science and Engineering. 2015. Vol. 94. P. 7.
  11. Hsiao M. A class of optimal minimum odd-weight column SEC-DED codes // IBM Journal of Research Development. 1970. Vol. 14, N 4. P. 395—401.
  12. Rantwijk J. SpaceWire Light, 2010 [Электронный ресурс]: http://www.opencores.org/.
  13. ECSS-E-ST-50-52C. SpaceWire — Remote memory access protocol. 2010. P. 109.
  14. Khanov V. Kh., Shakhmatov A. V., Chekmarev S. A. A verification system of RMAP protocol controller // IOP Conf. Series: Materials Science and Engineering (XVII Intern. Sci. Conf. “Reshetnev Readings”). 2015. Vol. 70. P. 5.
  15. Бортовые и наземные радиотехнические комплексы. Каталог продукции. 2013. ОАО „Ижевский радиозавод“. C. 24 [Электронный ресурс]: http://www.irz.ru/uploads/files/catalog_11.pdf.