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IHU-3 Aufsicht
Der neue Bordrechner IHU-3
An Bord der beiden AMSAT-DL-Raumfahrtmissionen P3E und P5A-Marsmission wird die dritte Generation der AMSAT-Bordrechner zum Einsatz kommen. Das Schaltungsdesign für diese neue IHU3 (Integrated Housekeeping Unit) ist abgeschlossen und Prototypen sind kurz vor der Fertigstellung.

Die neue IHU3 wurde bereits auf die Marsmission zugeschnitten und nutzt ein neues Kommandokonzept. Während bislang die Signalerkennung und das Dekodieren durch analoge und digitale Hardware erfolgte, soll dies in Zukunft komplett durch die rechenstärkere 32-Bit-CPU auf Basis eines ARM7 vorgenommen werden. Dazu erhält der Bordrechner IHU3 ein analoges NF-Signal aus den Kommandoempfängern. Diese veränderte Konzeption ergab sich aus den Anforderungen der P5A-Marsmission. Dort soll im "Notbetrieb", wenn z. B. die High-Gain-Antennen nicht zur Erde zeigen und Antennen mit geringerem Gewinn und größerem Öffnungswinkel zum Einsatz kommen, mit Übertragungsraten von 5 Symbolen/s gearbeitet werden. Bei dieser niedrigen Rate kommen lange Integrationszeiten zum Einsatz. So würde in der bisher eingesetzten Technik allein die Signalerkennung, sprich das Scannen des Kommando-Passbandes, bis zu 3000 Sekunden oder 50 Minuten dauern.

IHU-3
IHU-3 S/C-Interface
Die neue Technik, die in der IHU3 zum Einsatz kommt, kann unter Verwendung von digitaler Signalverarbeitung (DSP) das Passband quasi parallel nach den Kommandosignalen durchsuchen. Diese Verlagerung in den Bordrechner bedeutet aber, dass es dort nie zu einem Rechnerabsturz kommen darf, da sonst die Signalerkennung für den Kommandobetrieb ausfallen würde und die P5A-Sonde bzw. der P3E-Testsatellit verloren wären. Daher wurde bei AMSAT-DL ein ausgeklügeltes, mehrstufiges Watchdog-System entwickelt. Die CPU muss hierfür auf unterschiedlichen Prozessebenen Bitsequenzen errechnen, deren Richtigkeit das Auslösen der Watchdogs verhindert. Sollte der Rechner fehlerhaft arbeiten und keine korrekten oder überhaupt keine Bitsequenzen erzeugen, so kann die Watchdog-Logik unterschiedliche, abgestufte Maßnahmen ergreifen, darunter auch das Umschalten auf verschiedene, gespiegelte Images der Betriebssoftware.

Ein erster Prototyp des neuen Bordrechners wurde inzwischen aufgebaut. Die Leiterplatte der IHU3 ist mit 100 mm x 150 mm erheblich kleiner als die alte IHU oder auch die IHU2. In Kürze sollen die FPGA-Logikbausteine der IHU3 programmiert werden. Aufgrund des relativ geringen Platzbedarfes ist geplant, mindestens zwei dieser neuen IHU3 in das Bordrechnermodul des P3E Test- und Trainigssatelliten zu integrieren.. Aufgrund der CAN-Bus-Vernetzung kann die redundante IHU3 die volle Funktionalität der jeweils anderen IHU übernehmen, oder sie bekommt andere Aufgaben während der Mission. Für die P5A-Marsmission der AMSAT-DL kann das IHU3-Design als Basis einer Kommunikationseinheit zwischen Mars-Landern und der im Orbit befindlichen P5A-Sonde genutzt werden.

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