ارايه يك معماري نوين مبتني بر پيكربندي جزيي براي پياده سازي زير سيستم جمع آوري اطلاعات و كنترل محموله در ماموريت هاي فضايي

Presenting a novel architecture for implementing of Payload Control and Data Acquisition Sub System in space missions based on Dynamic Partial Reconfiguration

در اين مقاله معماري نويني براي پياده سازي زير سيستم جمع آوري اطلاعات و كنترل محموله در ماموريت هاي فضايي ارايه شده است. جمع آوري اطلاعات از محموله هاي مختلف در ماهواره ها و مانيتور نمودن وضعيت هر محموله و زير سيستم يكي از فعاليت هاي مهم در ماهواره به حساب مي آيد، كه نقش حياتي را در حفظ ماموريت و بقاي ماهواره ايفا مي نمايد. اين زير سيستم اطلاعات مورد نياز را از كليه محموله ها و زير سيستم هاي مختلف ماهواره جمع آوري نموده و پس از تبديل به بسته هايي مطابق با استانداردهاي موجود جهت ارسال به زمين آماده مي نمايد. در اين ميان همزماني ارسال اطلاعات و هماهنگي با كامپيوتر مركزي ماهواره و زير سيستم مخابرات ماهواره بسيار مهم مي باشد. در اين مقاله معماري نويني ارايه شده است كه زير سيستم جمع آوري اطلاعات و كنترل محموله به صورت مستقل از كامپيوتر مركزي عمل مي نمايد و به اين ترتيب ميزان حجم پردازشي كامپيوتر مركزي ماهواره به شدت كاهش مي يابد. در ارايه اين معماري نوين از روش هاي جديد پيكربندي سخت افزار مانند روش پيكربندي جزيي پويا استفاده شده است. در انتهاي اين مقاله، معماري پيشنهادي با استفاده از زبان توصيف سخت افزار VHDL بر روي بستر سخت افزاري از خانواده virtex-4 از شركت Xilinx پياده سازي گرديده و نتايج آن جهت صحت سنجي ارايه شده است.

This paper presents a novel architecture for implementing of Payload Control and Data Acquisition Sub System in the space missions. Monitoring and Data Acquisition from Different payloads in the satellites is one of important activities which plays vital role in maintaining of space missions. PCDAS collects all required data from other satellite sub systems and Prepare transmitting of the data to the ground station after data formatting according the existing standards such as CCSDS. The data synchronization and coordination with the on board computer of satellites and satellite’s communication sub system is very important for PCDAS. In this paper a new architecture for PCDAS is presented to act from satellite on board computer independently, so the satellite’s on board computer processing volume is reduced drastically. For presenting this novel architecture the new hardware configuration method that called dynamic partial reconfiguration is used. At the end of this paper proposed architecture is written in VHDL standard language and it is simulated and synthesized with ISE software. Finally proposed architecture implemented on the virtex-4 FPGA from Xilinx Company and desired results is presented.