การออกแบบฮาร์ดแวร์ Edge AI สำหรับดาวเทียม: การประมวลผล พลังงาน และการตรวจสอบ

แยกการประมวลผลน้ำหนักบรรทุกออกจากการควบคุมดูแลยานอวกาศ

กำหนดว่าคอมพิวเตอร์เครื่องใดควบคุมยานอวกาศ บัส และคอมพิวเตอร์เครื่องใดที่ประมวลผลข้อมูลเพย์โหลด ตัวประมวลผลเพย์โหลด AI อาจได้รับอนุญาตให้รีสตาร์ทโดยไม่ขัดจังหวะฟังก์ชันที่สำคัญของ บัส แต่เฉพาะในกรณีที่อินเทอร์เฟซ โดเมนพลังงาน และพฤติกรรมการกู้คืนสนับสนุนการแยกนั้น ความเป็นเจ้าของคำสั่งเอกสารและสถานะที่ปลอดภัยของแต่ละอินเทอร์เฟซ

เลือกคำนวณตามปริมาณงานและหลักฐาน

ไม่มีฉลากโปรเซสเซอร์ใดระบุความทนทานต่อรังสี ประเมินส่วนประกอบ หน่วยความจำ อุปกรณ์จ่ายไฟ และการใช้งานบอร์ดที่แน่นอนโดยเทียบกับสภาพแวดล้อมภารกิจที่ต้องการ Peak TOPS ไม่ใช่การรับประกันประสิทธิภาพเพย์โหลดแบบ end-to-end

ออกแบบเส้นทางพลังงานและความร้อนร่วมกัน

เตรียมงบประมาณโหมดปฏิบัติการสำหรับการเริ่มต้น การซื้อกิจการ การอนุมาน การจัดเก็บ และการสื่อสาร รวมการสูญเสียการแปลง ภาวะชั่วคราวในการเริ่มต้นระบบ และกระแสสูงสุดของการดำเนินการพร้อมกัน ระบุการตอบสนองต่อแรงดันไฟตก กระแสเกิน และกำลังไฟฟ้าขัดจังหวะ

สุญญากาศจะขจัดเส้นทางการพาอากาศแบบธรรมดาที่ใช้โดยผลิตภัณฑ์ภาคพื้นดินหลายชนิด ความร้อนของส่วนประกอบจะต้องเป็นไปตามเส้นทางการนำที่ออกแบบไว้ไปยังโครงสร้างยานอวกาศและท้ายที่สุดคือพื้นผิวที่แผ่รังสีของมัน หน้าสัมผัสทางกล วัสดุเชื่อมต่อ การติดตั้ง และกรณีการทำงานแบบร้อนหรือเย็นอยู่ในการทบทวนการออกแบบ

ทำความเข้าใจกลไกความล้มเหลวของรังสี

การแผ่รังสีอาจทำให้เกิดข้อผิดพลาดชั่วคราว การเปลี่ยนแปลงสถานะ และเหตุการณ์ที่สร้างความเสียหาย ในขณะที่การได้รับรังสีสะสมอาจทำให้พฤติกรรมของอุปกรณ์ลดลง แผนประกันความแข็งของรังสีเชื่อมโยงสภาพแวดล้อมภารกิจกับการเลือกชิ้นส่วน หลักฐานการทดสอบที่มีอยู่ การบรรเทาและการตรวจสอบการออกแบบ เจ้าหน้าที่เฝ้าระวังเพียงลำพังไม่สามารถพิสูจน์ได้ว่าระบบนี้เหมาะสำหรับการบิน

NASA แยกแยะความจำเป็นในการกำหนดลักษณะและลดความเสี่ยงจากรังสี แม้แต่ชิ้นส่วนที่จำหน่ายภายใต้การจัดประเภทเชิงพาณิชย์หรือการทหารที่แตกต่างกัน คำแนะนำการรับรองของ NASA ยังเชื่อมโยงสภาพแวดล้อม การประเมินส่วนประกอบ และการออกแบบระบบด้วย ใช้หลักการเหล่านั้นเพื่อกำหนดหลักฐานสำหรับภารกิจที่แท้จริง แทนที่จะถือว่าป้ายชื่อทั่วไปเป็นคุณสมบัติ

ที่มา: NASA - การลดความเสี่ยงของผลกระทบจากเหตุการณ์เดียวในการใช้งานอวกาศ

ที่มา: NASA — Avionics Radiation-Hardness Assurance

ทำให้การกู้คืนเป็นข้อกำหนดที่ชัดเจน

• กำหนดการตรวจจับและการตอบสนองสำหรับซอฟต์แวร์ที่หยุดทำงาน สถานะเสียหาย และการสื่อสารที่ล้มเหลว
• พิจารณาการตรวจจับข้อผิดพลาด การตรวจสอบความสมบูรณ์ และการควบคุมหน่วยความจำแบบควบคุมหากรองรับ
• การแบ่งพาร์ติชันและอินเทอร์เฟซเพื่อให้ข้อผิดพลาดของเพย์โหลดที่กู้คืนได้ไม่แพร่กระจายโดยไม่จำเป็น
• ทดสอบการกู้คืนการบูต ความสมบูรณ์ของพื้นที่เก็บข้อมูลถาวร และการอัพเดตที่ถูกขัดจังหวะ
• บันทึกข้อมูลสุขภาพที่เพียงพอเพื่อทำความเข้าใจการรีเซ็ตและข้อผิดพลาดที่เกิดซ้ำจากภาคพื้นดิน

สิ่งเหล่านี้เป็นตัวเลือกการออกแบบ ไม่ใช่สูตรการป้องกันแบบสากล ความเหมาะสมขึ้นอยู่กับแบบจำลองข้อผิดพลาด วิกฤตภารกิจ และหลักฐานจากการวิเคราะห์และการทดสอบ

ตรวจสอบแบบจำลองทางวิศวกรรมก่อนคุณสมบัติด้านสิ่งแวดล้อม

เริ่มต้นด้วยการทดสอบทางไฟฟ้าและการทำงานที่ทำซ้ำได้: การกำหนดเวลาอินเทอร์เฟซ การสูญเสียข้อมูล ลำดับพลังงาน พฤติกรรมทางความร้อนภายใต้โหลดตัวแทน และการตอบสนองต่อข้อผิดพลาดที่ฉีดเข้าไป การทดสอบฮาร์ดแวร์ในวงควรใช้น้ำหนักบรรทุกและการจราจรของยานอวกาศและบัสที่สมจริง รวมถึงเงื่อนไขพิเศษด้วย

เห็นด้วยกับตารางการทดสอบด้านสิ่งแวดล้อมกับคณะภารกิจ การสั่นสะเทือน สุญญากาศความร้อน ความเข้ากันได้ทางแม่เหล็กไฟฟ้า และการตรวจสอบที่เกี่ยวข้องกับรังสีมีวัตถุประสงค์และเกณฑ์การยอมรับที่แตกต่างกัน การผ่านการสาธิตการทำงานของห้องปฏิบัติการไม่เทียบเท่ากับการผ่านเมทริกซ์นั้น

ระบุแพ็คเกจการส่งมอบ

กำหนดแผนผัง ไฟล์บอร์ด รายการวัสดุ เอกสารควบคุมอินเทอร์เฟซ เวอร์ชันเฟิร์มแวร์และรุ่น ขั้นตอนการทดสอบ และรายงานการตรวจสอบ ยอมรับการเข้าถึงแหล่งที่มา สิทธิ์ในทรัพย์สินทางปัญญา และความรับผิดชอบในการบำรุงรักษาในขอบเขตของโครงการ

Alvexis สามารถรองรับระบบอิเล็กทรอนิกส์ดาวเทียมและโมเดลทางวิศวกรรมแบบกำหนดเอง การบูรณาการแบบฝัง และฮาร์ดแวร์การทดสอบภาคพื้นดิน เริ่มต้นด้วยการแบ่งปันข้อจำกัดภารกิจและหลักฐานที่จำเป็น แพลตฟอร์ม Alvexis ภาคพื้นดินที่มีอยู่สามารถแจ้งผลการประเมินในห้องปฏิบัติการได้ ไม่ควรอธิบายว่ามีคุณสมบัติตามเที่ยวบินโดยไม่มีการตรวจสอบที่เกี่ยวข้อง