宇宙機監視からペイロード処理を分離
宇宙船バスを監視するコンピュータと,ペイロードデータを処理するコンピュータを定義した。 AIペイロードプロセッサは必須のバス機能を中断することなく再起動することができるが,インタフェース,パワードメイン,回復挙動がその分離を支援する場合に限る。 各インタフェースのコマンド所有権と安全状態を記録する。
処理負荷と検証結果に基づいて演算基盤を選ぶ
| アーキテクチャ | 評価対象 | 工学的トレードオフ |
|---|---|---|
| CPU | 制御ソフトウェア,前処理,柔軟なアルゴリズム | ソフトウェアの柔軟性と測定エネルギーとスループットの比較 |
| FPGA | ストリーミングインタフェースと決定論的処理パス | カスタムデータパスと開発労力と構成回復 |
| NPUなどのアクセラレータ | 支持する演算子、精度、メモリ、展開ツール | モデル効率とランタイム制約とコンポーネント適合性の比較 |
プロセッサラベルには放射線耐性を定めていない。 計画されたミッション環境に対して,正確なコンポーネント,メモリ,電源デバイス,ボード実装を評価する。 ピークTOPSはエンドツーエンドのペイロード性能保証ではない。
電源と熱経路を一緒に設計
スタートアップ,取得,推論,ストレージ,通信のための運用モード予算を作成する。 変換損失,起動過渡現象,同時動作のピーク電流を含む。 低電圧,過電流,中断電力に対する応答を特定した。
真空は多くの地上製品が使用する通常の空気対流経路を除去する。 構成要素の熱は,宇宙機構造と最終的にその放射表面への設計された伝導経路を追う必要がある。 設計見直しには機械的接触,インタフェース材料,実装,ホットまたはコールド運転事例が含まれる。
放射線障害のメカニズムを理解する
放射線は過渡的なエラー,状態変化,損傷事象を引き起こし,蓄積的な放射線照射はデバイスの挙動を劣化させる。 放射線硬度保証計画は,ミッション環境を部品選定,利用可能なテスト証拠,設計緩和,検証に結びつける。 ワッチドッグのみでは,システムが飛行に適しているかを確立することはできない。
NASAは,商用部品と軍用部品の区別においても,放射線リスクの特性化と軽減の必要性を区別している。 NASAの保証ガイドラインは環境,部品評価,システム設計を結びつけている。 これらの原則を使って,一般的なラベルを資格として扱うよりも,実際のミッションのための証拠を定義する。
出典:NASA — 宇宙応用における単一事象効果のリスクの軽減
回復を明示的な要求事項にする
- ソフトウェア停止、状態データの破損、通信障害の検出方法と対応を定義します。
- 誤り検出メモリ,インテグリティチェック,制御されたメモリスクラビングをサポートする場合を考慮する。
- 回復可能なペイロード故障が不要に伝播しないように電力とインタフェースを分割する。
- ブート復旧、永続ストレージの無傷性、中断された更新をテストする。
- 地上からリセットや反復故障を理解するために十分な健康データをログする。
これらは設計オプションであり,万能の保護レシピではない。 これらの適合性は,故障モデル,ミッションの臨界性,解析とテストからの証拠に依存する。
環境適合性の前に工学モデルを検証する
まず,インタフェイスタイミング,データ損失,電力シーケンシング,代表的な負荷下での熱挙動,注入故障への応答などの繰り返し可能な電気的および機能的テストから始める。 ハードウェアインザループテストは,例外条件を含む現実的なペイロードと宇宙船バストラヒックを実行する必要がある。
環境テストマトリックスをミッションチームと合意する。 振動,熱真空,電磁相互作用,放射線関連の検証は異なる目的と受容基準を持つ。 実験室での機能実証を通過することは,そのマトリックスを通過することと同等ではない。
ハンドオーバーパッケージを指定
期待される回路図,ボードファイル,材料表,インタフェース制御文書,ファームウェアとモデルバージョン,テスト手順,検証報告を定義した。 プロジェクトの範囲内でソースアクセス,知的財産権,メンテナンス責任を合意する。
Alvexisはカスタム衛星エレクトロニクスとエンジニアリングモデル,組み込み統合と地上テストハードウェアをサポートできる。 任務の制約と 必要な証拠を共有して 既存の地上Alvexisプラットフォームは実験室評価を通知できるが,関連の検証なしに飛行資格を持つとは言えない。