NASA DLC: 실시간 우주선 착륙을 가능하게 하는 최첨단 데이터패스 아키텍처

NASA 존슨 우주센터의 혁신

NASA 존슨 우주센터의 혁신가들은 로봇 및 인간 탐사 임무를 위한 안전하고 자율적인 외계 우주선 착륙의 요구를 충족하는 고성능 컴퓨팅 플랫폼인 강하 및 착륙 컴퓨터(DLC, Descent and Landing Computer)를 개발하고 비행 시험에 성공했습니다.

독창적인 데이터패스 아키텍처

이 플랫폼의 독창적인 점은 마이크로프로세서를 입력 및 출력 인터럽트로부터 격리하여 지연을 방지하고 비행 소프트웨어를 위한 계산 속도를 극대화하는 데이터패스 아키텍처입니다. 안전하게 착륙하기 위해 DLC는 착륙 전용 센서 데이터를 실시간으로 처리하고 이 정보를 주 비행 컴퓨터에 전달하여 우주선이 크레이터와 바위 같은 환경 위험을 피할 수 있도록 해야 합니다. 제시된 데이터패스 아키텍처는 DLC의 고속 계산 처리가 이 능력을 제공할 수 있게 합니다.

DLC 플랫폼의 3가지 핵심 구성요소

DLC 플랫폼은 세 가지 핵심 구성요소로 구성됩니다: NASA가 설계한 필드 프로그래머블 게이트 어레이(FPGA) 보드, NASA가 설계한 멀티프로세서 온어칩(MPSoC) 보드, 그리고 사용 가능한 입출력을 보드에 연결하여 고대역폭 데이터 수집 및 처리를 가능하게 하는 독점 데이터패스입니다.

센서 데이터 처리 흐름

관성 측정 장치(IMU), 카메라, 내비게이션 도플러 라이더(NDL), 위험 감지 라이더(HDL) 내비게이션 센서(위 다이어그램에 표시)가 DLC의 FPGA 보드에 연결됩니다. 이 보드의 데이터패스는 각 센서에 대한 고속 직렬 인터페이스로 구성되어 센서 데이터를 입력으로 받아 출력을 AXI 스트림 포맷으로 변환합니다. 센서 스트림들은 AXI 스트림으로 멀티플렉싱된 후 XAUI 고속 직렬 인터페이스용으로 포맷됩니다.

이 인터페이스는 데이터를 MPSoC 보드로 전송하며, 여기서 XAUI 포맷에서 결합된 AXI 스트림으로 다시 변환되고 개별 센서 AXI 스트림으로 디멀티플렉싱됩니다. 이 AXI 스트림들은 각각 MPSoC 보드의 DDRAM에 인터페이스를 제공하는 각각의 DMA 인터페이스로 입력됩니다. 이 아키텍처는 MPSoC의 전체 능력을 보존함으로써 실시간 고대역폭 데이터 수집 및 처리를 가능하게 합니다.

광범위한 응용 가능성

이 기술은 현재 착륙 능력으로는 우주선 임무가 성공할 수 없는 태양계의 다른 표면 지역에 안전하게 접근하는 데 필수적일 것입니다. 이 센서 데이터패스 아키텍처는 항공우주 및 방위, 운송(예: 자율주행), 의료, 연구, 자동화/제어 시장 등에서 고성능 컴퓨팅 플랫폼 및/또는 대용량 데이터를 실시간으로 통합, 처리, 분석하는 임베디드 핵심 시스템의 핵심 구성요소로 활용될 잠재력이 있습니다.

NASA는 이 기술의 상용화를 위한 라이선시를 적극적으로 찾고 있습니다. NASA 라이선싱 컨시어지에 문의하세요. 자세한 정보는 여기를 방문하세요.