Elektroda.pl
Elektroda.pl
X
Computer ControlsComputer Controls
Proszę, dodaj wyjątek dla www.elektroda.pl do Adblock.
Dzięki temu, że oglądasz reklamy, wspierasz portal i użytkowników.

Ethernet umożliwia zwiększenie przepustowości w aplikacjach kosmicznych

ghost666 04 Lut 2020 18:07 504 0
  • Ethernet umożliwia zwiększenie przepustowości w aplikacjach kosmicznych
    Rys.1. Schemat blokowy
    transceivera VSC8541RT.
    Microchip opracował rozwiązanie komunikacyjne oparte o sieć Ethernet kwalifikowane do zastosowań kosmicznych. System ten oparty jest na elementach dostępnych komercyjnie, nie wymaga więc wykorzystywania dedykowanych (i drogich) rozwiązań, tak charakterystycznych dla systemów kosmicznych.

    Pierwszy kosmiczny nadajnik i odbiornik Ethernet firmy Microchip oferuje możliwość współdziałania między satelitami i innymi pojazdami kosmicznymi, wszystko w oparciu o komercyjne, gotowe rozwiązanie. Zakres zastosowań obejmuje pojazdy startowe, konstelacje satelitów i stacje kosmiczne.

    Rosnąca złożoność systemów elektronicznych w kosmosie, doprowadziła do rozpowszechnienia się architektur rozproszonych. W przypadku architektur rozproszonych wybór magistrali połączeń ma kluczowe znaczenie dla spełnienia wymagań dotyczących wydajności i niezawodności systemu. Ethernet jest coraz częściej wybierany w lotnictwie i kosmonautyce, z uwagi na oferowanie większych przepustowości danych. Protokół Ethernet jest również dobrze znany na rynku motoryzacyjnym i przemysłowym, umożliwiając istnieje synergii pomiędzy różnymi aplikacjami kosmicznymi.

    "Łączność Ethernet jest wybrana jako główna technologia, na przykład do łączenia modułów bramy kosmicznej obsługiwanej przez NASA" powiedział Nicolas Ganry, kierownik ds. Marketingu produktów dla lotnictwa, w Microchipie. "To międzynarodowy projekt, w którym różne narody, uczestnicy przemysłu kosmicznego i agencje kosmiczne, będą pracować nad opracowaniem wspólnych rozwiązań Ethernet. Do takich misji kosmicznych wymagana jest silna odporność na promieniowanie; to główne kryteria wyboru właściwego rozwiązania. Ponadto, w misji tej wymagane jest rozwiązanie na poziomie prędkości 1 Gbit/s i układy w obudowie ceramicznej, aby osiągnąć poziom kwalifikacji QMLV. To kolejne wyzwanie, aby stworzyć tego rodzaju część w ceramicznej obudowie, o takich samych parametrach, jak elementy przemysłowe w obudowach przemysłowych. Transceiver Ethernetowy VSC8541RT firmy Microchip zapewnia doskonałe wyniki odporności na promieniowanie, zapewniając jednocześnie wysokowydajne rozwiązanie w obudowie ceramicznej, spełniające kwalifikacje kosmiczne" podsumowuje Ganry.

    Warunki pracy statku kosmicznego zależą od tego, dokąd zmierza, więc inżynierowie dokładnie testują i wybierają część elektroniczną dla każdego pojazdu. Promieniowanie jest stałym problemem środowiskowym. Fale lub cząstki promieniowanie mogą oddziaływać na elektronikę na kilka różnych sposobów. "Środowisko kosmiczne jest narażone na działanie promieniowania, które ma istotny wpływ na wszystkie urządzenie elektroniczne" mówi Ganry. Wymienia on najczęstsze konsekwencje promieniowania:

    * SEL: zatrzaśnięcie pojedynczego zdarzenia, które jest zdarzeniem wysokoprądowym i może zniszczyć urządzenie elektroniczne.
    * TID: efekt całkowitej dawki jonizującej, przy którym, na skutek gromadzenia się jonów może nastąpić przesunięcie progów, wyciek prądu z urządzenia, zmiana parametrów w czasie czy inne zmniejszenie funkcjonalności.
    * SEU: reakcja na pojedyncze zdarzenie, w którym zaangażowany jest jeden bit lub kilka bitów funkcjonalnych, które mogą zmienić wartość na skutek interakcji z promieniowaniem, a w skutku wynik dowolnej aktywności elektronicznej.
    * SEFI: jest to całkowite przerwanie funkcjonowania urządzenia.

    „Urządzenia elektroniczne, odporne na promieniowanie, są bardziej wytrzymałe niż systemy dostępnie komercyjnie, ponieważ muszą zostać zmodyfikowane w celu obsługi aplikacji kosmicznych. Urządzenie tolerujące promieniowanie jest odporne na promieniowanie - po pierwsze nie może ono ulec zniszczeniu przy dawkach promieniowania na poziomie od 30 krad do 100 krad. Dodatkowo, musi posiadać pełną charakterystykę efektów SEU, wraz z analizą możliwych do wystąpienia błędów i systemami łagodzącymi ich skutki" mówi Ganry.

    Nowy transceiver VSC8541RT to jednoportowy PHY dla gigabitowego Ethernetu z interfejsami GMII, RGMII, MII i RMII. VSC8541RT jest odporny na zatrzaskiwanie przy zdarzeniach do 78 MeV; efekty TID zostały przetestowane do 100 Krad. Z tym samym poziomem tolerancji dla promieniowania, VSC8540RT, o ograniczonej prędkości transmisji do 100 MB/s, jest również dostępny w kwalifikowanych wersjach w obudowach z tworzywa sztucznego i ceramiki, oferując wydajność i skalowalność kosztów dla docelowych misji (patrz rysunek 1).

    Ethernet umożliwia zwiększenie przepustowości w aplikacjach kosmicznych
    Rys.2. Schemat blokowy odpornego
    na promieniowanie mikrokontrolera
    SAM3X8ERT od Microchip.
    Technologia EcoEthernet v2.0 firmy Microchip obsługuje IEEE 802.3az - Energooszczędny Ethernet (EEE) i dodatkowe funkcje oszczędzania energii. Układ VSC8541RT optymalizuje zużycie energii i jest wyposażone w mechanizmy do zarządzania energią, takie jak Wake-on-LAN (WoL), który pozwala wyprowadzić PHY interfejsu ze stanu niskiego poboru mocy za pomocą wyznaczonego tzw. "pakietu magicznego".

    Oprócz nowego systemu - odpornego na promieniowanie transceivera Ethernet VSC8541RT, firma Microchip otrzymała również ostateczną kwalifikację do nowego mikrokontrolera odpornego na promieniowanie - SAM3X8ERT. Jest to odporny na promieniowanie mikrokontroler SAM3X8ERT w postaci Systemu na Chipie (SoC), wykorzystującego szeroko stosowany rdzeń ARM Cortex-M3. Układ oferuje około 100 DMIPS i pochodzi z tego samego ekosystemu, co znane już przemysłowe mikrokontrolery Microchipa.

    "Poszukiwanie mniej specyficznego rozwiązania kosmicznego to tendencja do obniżania kosztów rozwoju i skracania czasu projektowania, w celu skrócenia czasu wprowadzenia produktu na rynek (czy też na orbitę - przyp.red.). Mikrokontroler SAM3XE8RT, z wbudowanym kontrolerem Ethernet, w połączeniu z transceiverem Ethernet VSC8541RT, zapewnia w pełni sprawdzony interfejs Ethernet do komunikacji punkt-punkt do zastosowań kosmicznych. Oprócz tych zalet, sieć Ethernet - dzięki możliwościom switchy - może obsługiwać komunikację w architekturze rozproszonej o dużej przepustowości dla coraz większej liczby aplikacji kosmicznych o dużej szybkości przesyłania danych. Microchip z niecierpliwością oczekuje na rozszerzenie rozwiązań systemowych tolerujących kosmiczny system Ethernet w tym kierunku, aby w pełni wykorzystać sprawdzoną, dobrze znaną technologię" mówi Nicolas Ganry.

    Aby wesprzeć proces projektowania i przyspieszyć wprowadzanie na rynek, programiści mogą użyć komercyjnego zestawu kompatybilnego z Arduino Due dla SAM3X8ERT w połączeniu z płytkami ewaluacyjnymi VSC8541EV dla VSC8541RT. Oparte na komercyjnie dostępnych elementach, systemy kosmiczne zapewniają odpowiedni poziom niezawodności i kwalifikacji, aby sprostać zmieniającym się wymaganiom, szczególnie w aplikacjach na niskiej orbicie ziemskiej i w kosmosie.

    Źródło: https://www.eetimes.com/ethernet-enables-higher-data-rates-for-space-applications

    Fajne! Ranking DIY
    O autorze
    ghost666
    Tłumacz Redaktor
    Offline 
    Fizyk z wykształcenia. Po zrobieniu doktoratu i dwóch latach pracy na uczelni, przeszedł do sektora prywatnego, gdzie zajmuje się projektowaniem urządzeń elektronicznych i programowaniem. Od 2003 roku na forum Elektroda.pl, od 2008 roku członek zespołu redakcyjnego.
    ghost666 napisał 9552 postów o ocenie 7618, pomógł 157 razy. Mieszka w mieście Warszawa. Jest z nami od 2003 roku.
  • Computer ControlsComputer Controls