DLC de la NASA :une architecture de chemin de données de pointe permettant l'atterrissage d'engins spatiaux en temps réel

Centre spatial Johnson, Houston, Texas

Un schéma de la plate-forme informatique de l'ordinateur de descente et d'atterrissage (DLC) avec architecture de chemin de données. (Image :NASA)

Les innovateurs du Johnson Space Center de la NASA ont développé et testé en vol avec succès une plate-forme informatique haute performance, connue sous le nom d'ordinateur de descente et d'atterrissage (DLC), pour répondre aux exigences d'atterrissages sûrs et autonomes d'engins spatiaux extraterrestres pour les missions d'exploration robotique et humaine.

Unique à cette plate-forme est une architecture de chemin de données qui libère les microprocesseurs en les isolant des interruptions d'entrée et de sortie, évitant ainsi la latence et maximisant la vitesse de calcul du logiciel de vol. Pour atterrir en toute sécurité, le DLC doit traiter les données des capteurs spécifiques à l'atterrissage en temps réel et transmettre ces informations à l'ordinateur de vol principal du vaisseau spatial afin d'éviter les risques environnementaux tels que les cratères et les rochers. L'architecture du chemin de données présentée permet au traitement informatique à grande vitesse du DLC de fournir cette capacité.

La plate-forme DLC est composée de trois composants clés :une carte FPGA (Field Programmable Gate Array) conçue par la NASA, une carte multiprocesseur sur puce (MPSoC) conçue par la NASA et un chemin de données propriétaire qui relie les cartes aux entrées et sorties disponibles pour permettre la collecte et le traitement de données à large bande passante.

L'unité de mesure inertielle (IMU), la caméra, les capteurs de navigation Doppler LiDAR (NDL) et de détection de danger LiDAR (HDL) (représentés dans le schéma ci-dessus) sont connectés à la carte FPGA du DLC. Le chemin de données sur cette carte se compose d'interfaces série haute vitesse pour chaque capteur, qui acceptent les données du capteur en entrée et convertissent la sortie au format de flux AXI. Les flux de capteurs sont multiplexés en un flux AXI qui est ensuite formaté pour être entré dans une interface série haute vitesse XAUI.

Cette interface envoie les données à la carte MPSoC, où elles sont reconverties du format XAUI en un flux AXI combiné, et démultiplexées en flux AXI de capteurs individuels. Ces flux AXI sont ensuite entrés dans les interfaces DMA respectives qui fournissent une interface avec la DDRAM sur la carte MPSoC. Cette architecture permet la collecte et le traitement de données en temps réel à large bande passante en préservant toutes les capacités du MPSoC.

Cette technologie sera essentielle pour accéder en toute sécurité à d’autres régions de la surface du système solaire dans lesquelles les missions des engins spatiaux ne pourraient pas réussir avec les capacités d’atterrissage actuelles. Cette architecture de chemin de données de capteurs peut avoir d'autres applications potentielles dans les marchés de l'aérospatiale et de la défense, des transports (par exemple, conduite autonome), de la médecine, de la recherche et de l'automatisation/contrôle, où elle pourrait servir de composant clé dans une plate-forme informatique haute performance et/ou un système embarqué critique pour l'intégration, le traitement et l'analyse de grands volumes de données en temps réel.

La NASA recherche activement des titulaires de licence pour commercialiser cette technologie. Veuillez contacter le concierge des licences de la NASA à Cette adresse e-mail est protégée contre les robots spammeurs. Vous devez activer Javascript pour le visualiser. ou appelez au 202-358-7432 pour lancer des discussions sur les licences. Pour plus d'informations, visitez ici  .