NASA의 DLC:실시간 우주선 착륙을 가능하게 하는 최첨단 데이터 경로 아키텍처

존슨 우주 센터, 휴스턴, 텍사스

데이터 경로 아키텍처를 갖춘 DLC(하강 및 착륙 컴퓨터) 컴퓨팅 플랫폼의 다이어그램. (이미지 :NASA)

NASA 존슨 우주 센터의 혁신가들은 로봇 및 인간 탐사 임무를 위한 안전하고 자율적인 외계 우주선 착륙 요구 사항에 맞게 DLC(하강 및 착륙 컴퓨터)로 알려진 고성능 컴퓨팅 플랫폼을 개발하고 성공적으로 비행 테스트를 수행했습니다.

이 플랫폼의 고유한 데이터 경로 아키텍처는 입력 및 출력 중단으로부터 마이크로프로세서를 격리하여 대기 시간을 줄이고 비행 소프트웨어의 계산 속도를 최대화함으로써 마이크로프로세서를 방해하지 않는 데이터 경로 아키텍처입니다. 안전한 착륙을 위해 DLC는 착륙 관련 센서 데이터를 실시간으로 처리하고 이 정보를 우주선의 기본 비행 컴퓨터에 전달하여 분화구나 바위와 같은 환경 위험을 방지해야 합니다. 제시된 데이터 경로 아키텍처는 DLC의 고속 계산 처리를 통해 이러한 기능을 제공합니다.

DLC 플랫폼은 NASA가 설계한 FPGA(Field Programmable Gate Array) 보드, MPSoC(Multiprocessor On-A-Chip) 보드, 보드를 사용 가능한 입력 및 출력에 연결하여 고대역폭 데이터 수집 및 처리를 가능하게 하는 독점 데이터 경로라는 세 가지 주요 구성 요소로 구성됩니다.

관성 측정 장치(IMU), 카메라, 내비게이션 도플러 LiDAR(NDL) 및 위험 감지 LiDAR(HDL) 내비게이션 센서(위 다이어그램에 표시됨)는 DLC의 FPGA 보드에 연결됩니다. 이 보드의 데이터 경로는 센서 데이터를 입력으로 받아들이고 출력을 AXI 스트림 형식으로 변환하는 각 센서에 대한 고속 직렬 인터페이스로 구성됩니다. 센서 스트림은 AXI 스트림으로 멀티플렉싱된 다음 XAUI 고속 직렬 인터페이스에 대한 입력용으로 형식화됩니다.

이 인터페이스는 데이터를 MPSoC 보드로 전송합니다. 여기서 데이터는 XAUI 형식에서 결합된 AXI 스트림으로 다시 변환되고 개별 센서 AXI 스트림으로 다시 역다중화됩니다. 그런 다음 이러한 AXI 스트림은 MPSoC 보드의 DDRAM에 대한 인터페이스를 제공하는 각 DMA 인터페이스에 입력됩니다. 이 아키텍처를 사용하면 MPSoC의 모든 기능을 보존하여 실시간 고대역폭 데이터 수집 및 처리가 가능합니다.

이 기술은 현재의 착륙 능력으로는 우주선 임무가 성공할 수 없는 태양계의 다른 표면 영역에 안전하게 접근하는 데 매우 중요합니다. 이 센서 데이터 경로 아키텍처는 고성능 컴퓨팅 플랫폼 및/또는 대량의 데이터를 실시간으로 통합, 처리 및 분석하기 위한 중요한 내장형 시스템의 핵심 구성 요소 역할을 할 수 있는 항공우주 및 방위, 교통(예:자율 주행), 의료, 연구, 자동화/제어 시장에서 다른 잠재적 응용 분야를 가질 수 있습니다.

NASA는 이 기술을 상용화하기 위해 라이센스 사용자를 적극적으로 찾고 있습니다. NASA의 라이센스 컨시어지에게 문의하십시오. 이 이메일 주소는 스팸봇으로부터 보호됩니다. 보려면 JavaScript를 활성화해야 합니다. 또는 202-358-7432로 전화하여 라이선스 논의를 시작하세요. 자세한 내용을 보려면 여기를 방문하세요.  .