Bordrechner

Das Bordrechnersystem (OBC) des Flying Laptop hat die Aufgabe, Berechnungen und Datenverarbeitung sowie Statuskontrolle der Subsysteme an Bord durchzuführen. Da der Satellit den Weltraumbedingungen ausgesetzt sein wird, müssen alle Systeme inklusive OBC robust genug sein, um Weltraumstrahlung und einen großen Temperaturbereich unbeschadet zu überstehen. Deshalb wird ein bereits weltraumqualifizierter Prozessor als Kern des Bordrechnersystems eingesetzt. Der Mikroprozessor UT699 basiert auf der bereits erfolgreich im All eingesetzten und von der ESA/ESTEC entwickelten Familie der LEON Prozessoren, Nachfolger der ERC32 Prozessoren. Sowohl der Prozessor als auch die nahe am Prozessor gelegenen Speichereinheiten befinden sich auf der Bordrechnerkernplatine. Diese Platine wird von Aeroflex Colorado Springs aus den USA entworfen und geliefert.

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Der Bordrechner führt die Algorithmen des Lageregelungssystems und des Thermalkontrollsystems aus. Er steuert den dedizierten Nutzlastrechner an und übernimmt die Überwachung der Betriebsdaten und die Fehlererkennung, Isolation und Kompensierung (FDIR) im Falle einer Fehlfunktion. Die Telemtriedaten werden gespeichert und bei Bedarf an die Bodenstation übermittelt.

Die Prozessorplatine des Bordrechners besitzt lediglich SpaceWire-Schnittstellen um Daten zu senden und zu empfangen. Daher befindet sich eine separate Schnittstellen-Platine zwischen der Bordrechnerkernplatine und den Subsystemen des Flying Laptop. Diese Platine wird mit einer SpaceWire-Schnittstelle auf der einen und den entsprechenden Schnittstellen für jedes Subsystem, wie LVDS oder I²C, auf der anderen Seite ausgestattet sein. Diese Schnittstellen-, oder I/O-Platine übermittelt lediglich bei einem Schreib oder Lesebefehl des Bordrechnersystems die zu ihr gesandten Daten. Des weiteren sind auf der I/O-Platine Speicherbausteine vorhanden, um Telemtriedaten zwischenzuspeichern. Die I/O-Platine wird entwickelt und geliefert von 4Links Ltd. aus Großbritannien.

Für die Kommunikation mit der Bodenstation wird eine dedizierte Platine mit einem CCSDS Preprozessor im Bordrechnersystem eingesetzt. Dieser übernimmt die Data Link Schicht des CCSDS Satelliten-Kommunikationsprotokolls. Die Verwendung dieses Protokolls gewährleistet die Kompatibilität zu vielen Bodestation, z.B. der ESA. Die von 4Links entwickelte und gelieferte Platine wird mit einem CCSDS Chip von Aeroflex Gaisler aus Schweden bespielt und wird ebenfalls über eine SpaceWire Schnittstelle mit der Kernplatine verbunden.

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Alle Platinen werden zweifach ausgeführt. Dies ermöglicht es, zwischen den betreffenden Einheiten umzuschalten, um ein redundantes System zu erhalten und auftretende Fehlfunktionen kompensieren zu können. Bis auf die Kommunikationsplatinen werden alle Bordrechnerplatinen in kalter Redundanz betrieben.

Weil auf dem Flying Laptop ein unregulierter Spannungsbus zum Einsatz kommt, gibt es zur Versorgung der 6 Bordrechnerplatinen 2 identische Stromversorgungsplatinen, die die benötigten Kleinspannungen erzeugen und weiterleiten. Insgesamt gibt es also im FLP Bordrechner 8 Platinen, wie auf dem Bild zu sehen.

Diese 8 Platinen sind über einen speziell entwickelten Mikro-Kabelbaum verbunden. Dieser ist im obersten Bild zu sehen. Aufgrund der signifikant kleinen Abmaße und damit dem sehr geringen zur Verfügung stehenden Raum wird der interne OBC-Kabelbaum von der Firma HEMA Kabeltechnik aus Salem am Bodensee entwickelt und geliefert.

Auf der Rückseite jeder zweiten Platine befinden sich Notfallheizer, die im Fall einer zu geringen Temperatur im Bereich des OBC aktiviert werden und das Bordrechnersystem heizen können. Auch dieses Heizsystem wurde in Redundanz installiert und wird von der PCDU automatisch aktiviert.