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Bordrechner

Das Bordrechnersystem (OBC) des Flying Laptop wird benötigt, um Berechnungen und Datenverarbeitung sowie Statuskontrolle der Subsysteme direkt an Bord durchzuführen. Da der Flying Laptop den Weltraumbedingungen ausgesetzt sein wird, müssen alle Systeme inklusive OBC robust genug sein, um Strahlung und einen großen Temperaturbereich unbeschadet zu überstehen. Deshalb sollte ein bereits weltraumqualifizierter Prozessor als Kern des Bordrechnersystems dienen. Folgerichtig wurde der Prozessor UT699 aus der bereits erfolgreich im All eingesetzten und von der ESA/ESTEC entwickelten Familie der LEON Prozessoren ausgewählt, und bildet nun die Basis des Bordrechnersystems. Sowohl der Prozessor als auch die nahe am Prozessor gelegenen Speichereinheiten werden auf der Bordrechnerkernplatine befestigt sein. Diese Platine wird von Aeroflex Colorado Springs, USA entworfen und geliefert.

Der Bordrechner führt die Algorithmen des Lageregelungssystems und des Thermalkontrollsystems aus. Er steuert die Nutzlastkameras an und übernimmt die Überwachung der Betriebsdaten und die Fehlererkennung, Isolation und Kompensierung (FDIR) im Falle einer Fehlfunktion. Die Betriebsdaten werden zum Bordrechner geleitet und von dort aus an die Bodenstation übermittelt.

Die Software mit der der Bordrechner betrieben wird, basiert auf dem RTEMS system und wird vollständig am Institut für Raumfahrtsysteme (IRS) entwickelt. Durch die Programmierung der Software in der Programmiersprache C/C++ wird es den Studenten und Ingenieuren ermöglicht, am Implementierungsprozess der Bordrechnersoftware (OBSW) teilzunehmen.

Die Prozessorplatine des Bordrechners besitzt lediglich eine SpaceWire-Schnittstelle um Daten zu senden und zu empfangen, dies macht es nötig, eine I/O-Platine zwischen die Bordrechnerkernplatine und die Subsysteme des Flying Laptop zu schalten. Diese Platine wird ebenfalls mit einer SpaceWire-Schnittstelle auf der einen und den ensprechenden Schnittstellen für jedes Subsystem, wie LVDS oder I²C, auf der anderen Seite ausgestattet sein. Die I/O Platine übermittelt lediglich bei einem Schreib oder Lesebefehl des Bordrechnersystems die zu ihr gesandten Daten. Desweiteren wird auf der I/O Platine eine noch zu bestimmende Größe an Speicher vorhanden sein der die übermittelten Daten puffert. Die I/O Platine wird entwickelt und geliefert von 4Links, Großbritannien.

Für die Kommunikation mit der Bodenstation wird eine eigens entwickelte Platine mit einem CCSDS Chip im Bordrechnersystem eingesetzt. Dieser Chip erzeugt Telemetriedatenpakete, welche dem ESA Packet Utilization Standard (PUS) entsprechen, der den Aufbau der Datenpakete festlegt, um eine sinnvolle Interpretation der Daten durch das zenrale Kontrollsystem (CCS) der Bodenstation zu gewährleisten. Die von Aeroflex Gaisler gefertigte CCSDS-Platine wird über eine SpaceWire Schnittstelle mit der Kernplatine verbunden.

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. Alle Bordrechnersysteme werden in kalter Redundanz betrieben.

Nach dem Lösen vom Launcher wird der Satellit seine Taumbelbewegung verringern, bis eine bestimmte Drehbewegung erreicht ist. Danach wird er zur Sonne ausgerichtet. Das Bordrechnersystem wird nach dem Erreichen eines stabilen Zustandes hochgefahren und dann die Kontrolle über die Satellitensysteme übernehmen.