Kysymys:
Säteilykovettamattomien prosessorien käyttö kuun kiertoradalla ...
Cosmo Harrigan
2015-02-17 12:48:40 UTC
view on stackexchange narkive permalink

Onko mahdollista suunnitella lentotietokone pienelle CubeSat-avaruusalukselle, joka on tarkoitettu kuun kiertoradalle ja jota ohjaa yksinomaan yksi tai useampi säteilystä kovettamaton prosessori? Mitkä ovat tärkeimmät suunnittelunäkökohdat, jotta tällainen arkkitehtuuri säteilylle sietää ilman erityisiä säteilykovettuneita komponentteja?

Mikä olisi yhden tapahtuman häiriöiden ja ionisoivien kokonaisannosvaikutusten odotettu riski yhden vuoden aikana span?

Minkä tyyppistä irtisanomis- tai äänestysjärjestelmää suositellaan prosessoreille?

Kuinka paljon laskentatehoa tarvitset ja kuinka paljon sähkötehoa voit käyttää? Vanhat prosessorit ovat COTS. 65C02 (Apple II, Rockwell System65 jne.) On rakennettu prosessilla, joka käyttää paljon paljon suurempia ominaisuuksia kuin nykypäivän pienet prosessorit.
Tarvitaan vain vähän prosessointitehoa ja matala sähköteho, koska se on CubeSat. Kuinka 65C02 toimisi tällaisessa ympäristössä?
Kyllä, [yritykselläni on] (http://andrews-space.com/cortex-avionics/). Ei jätetä vastauksena, koska se tuntuu sopimattomalta, mutta se on vastaus kysymyksen toteutettavuusosaan. Sinun on tarkennettava kysymyksesi SEU- ja TID-osaa. Oletatko nopean injektion kuun kiertoradalle, jota seuraa yhden vuoden tehtävä? Kuinka monta kulkee van Allenin hihnojen läpi? SEU: n riski on suuri, mutta säteilyä sietävät arkkitehtuurit voivat palautua; onko se hyväksyttävää?
Oletetaan, että avaruusalus vapautettaisiin, kun van Allenin vyöt ovat jo ohittaneet; kysymyksen keskeinen osa on: mitkä ovat tärkeimmät suunnittelunäkökohdat, jotta arkkitehtuuri säteilylle sietävä ilman säteilykarkaistua elektroniikkaa?
@CosmoHarrigan Mielenkiintoinen kysymys, olen ajatellut siitä paljon viime aikoina. Toivottavasti et välitä palkkiosta tälle.
üks vastaus:
Adam Wuerl
2015-02-22 08:44:05 UTC
view on stackexchange narkive permalink

Kyllä, se on todennäköisesti mahdollista, mutta tiettyjen toteuttamiskelpoisten lähestymistapojen määrittämiseksi tarvitaan lisää tietoa tehtävästä. Avainkysymykset:

  1. Mikä on siirto- ja operatiivinen kiertorata? Tätä tietoa tarvitaan analyyttisten ennusteiden tekemiseen yksittäisen tapahtuman vaikutusten (SEE) ja ionisoivan kokonaisannoksen (TID) todennäköisyydestä lähetysajan funktiona. Hyvä yleiskatsaus JHU: n aiheuttamaan säteilyyn.

  2. Minkälaisen suojauksen suuremmat avaruusalukset tarjoavat? Suojaus kaataa johdetut ympäristöt niille, jotka prosessori ja muu herkkä elektroniikka todella näkevät.

  3. Minkä tyyppistä tietokonetta tarvitaan? Keskeisiä vaatimuksia ovat operaatiot sekunnissa, muisti, tallennus jne. Erilaiset komponentit ja tekniikat reagoivat säteilyympäristöihin eri tavalla. Suorituskykyvaatimuksesi saattavat sulkea pois kaiken tyyppisen tekniikan.

  4. Milloin tietokoneesi on toimittava? Onko se päällä laukaisun aikana, kauttakulun aikana Etelä-Atlantin poikkeavuuksien, Van Allenin vyöhykkeiden tai muiden paikallisten korkean säteilyympäristön alueilla? Se on luultavasti helpompi tehtävä, jos se otetaan käyttöön vasta, kun se saavuttaa Kuun kiertoradan.

  5. Luultavasti muut unohdan lisätä kommenttien perusteella.

Nyt kun olemme luetelleet joitain monimutkaisuuksia, harjoittakaamme se siististi ja puhumme mahdollisesta arkkitehtuurista. Haluat nimenomaan prosessorin, joka ei ole säteilykovetettua, mutta voit käyttää useita muita säteilysiirtymätapoja.

  1. Suojaa enemmän. Tällä kertaa tietokoneen tai prosessorin ympärillä. Alumiini on hyvä, halpa ja kevyt suojamateriaali. Tantaali on toinen erittäin suorituskykyinen kilpimateriaali.

  2. De-rating. Käytä komponentteja niiden määritettyjen arvojen alapuolella. Tämä tekee heistä enemmän säteilyä sietäviä. MIL-STD-975M: llä on luokituksen poistamiseen liittyviä neuvoja.

  3. Äänestys. Pidä useita kopioita alttiimmista komponenteistasi (luultavasti prosessorit tai muisti), jotka äänestävät totuuden määrittämiseksi. Äänestetyt EEPROMS-ohjelmat voivat olla hyvä tapa tallentaa kultainen pääinformaatio, joka voidaan palauttaa, jos virheiden havaitsemisessa oleva muisti löytää käännetyn bitin, jota se ei voi korjata.

  4. Valvontakoiran ajastimet. Lukitus on säteilyvikaustila, josta voidaan toipua tehopyörällä. Onko sinulla vankka analoginen kelloajastin, joka ei ole alttiina säteilylle, prosessorin on säännöllisesti lemmikkieläimiä. Jos prosessori jumittuu, ajastin nollaa virran tyhjentämään kaikki salvat. Tietysti tämä edellyttää, että tehtävänne on vankka, jotta tietokone menee alas hetkeksi, kun asiat käynnistetään uudelleen.

  5. Jos et voi laskea tietokonetta alas, kannattaa ehkä redundantti prosessori, joka toimii varjotilassa ja automaattinen vianetsintä toissijaiselle tietokoneelle.

  6. Sinun tulisi testata näppärä kaikesta tästä.

Voisitteko kertoa tarkemmin algoritmeista ja mahdollisista äänestysmalleista?
Kysymyksesi on ilmailu- ja tietokonetekniikan jatkokoulutuskurssi, ja se voi täyttää kokonaisen kirjan tai joukon akateemisia papereita.
@AdamWuerl Tarpeeksi totta. Luulen, että siellä on jo joukko asiaankuuluvaa kirjallisuutta. Voisitko yrittää osoittaa joitain?
@AdamWuerl Kiitos huomaavaisesta ja informatiivisesta vastauksesta. Jos sinulla on joitain ehdotettuja viitteitä asiaankuuluville äänestysalgoritmeille, joihin olisit valmis laajentamaan vastauksessasi, se olisi hyödyllistä. Erityisesti on olemassa konsensusprotokollia epäluotettavuuden käsittelemiseksi hajautetun tietojenkäsittelyn alalla, ja olen utelias, mitä osia tuosta tutkimusalueesta pidetään sopivimpana tähän ongelma-alueeseen.
En voi kommentoida hajautetun laskennan sovellettavuutta. Se on osaamiseni ulkopuolella. En ole myöskään tietokonearkkitehtuurien asiantuntija. Sitä käsiteltiin vain lyhyesti jatko-ohjelmassa. Ammatillisesti tietoni ei ole paljon syvempää kuin yllä, minkä olen valinnut työskentelemällä ihmisten kanssa, jotka ovat toteuttaneet tällaisia ​​järjestelmiä.


ⓘ
Tämä Q & A käännettiin automaattisesti englanniksi.Alkuperäinen sisältö on saatavilla stackexchange-palvelussa, jota kiitämme cc by-sa 3.0-lisenssistä, jolla sitä jaetaan.
Loading...