DLC de la NASA:una arquitectura de ruta de datos de vanguardia que permite el aterrizaje de naves espaciales en tiempo real

Centro Espacial Johnson, Houston, TX

Un diagrama de la plataforma informática de Descent and Landing Computer (DLC) con arquitectura de ruta de datos. (Imagen:NASA)

Los innovadores del Centro Espacial Johnson de la NASA han desarrollado y probado con éxito en vuelo una plataforma informática de alto rendimiento, conocida como Computadora de Descenso y Aterrizaje (DLC), para satisfacer las demandas de aterrizajes de naves espaciales extraterrestres, autónomos y seguros para misiones de exploración robótica y humana.

Única de esta plataforma es una arquitectura de ruta de datos que libera los microprocesadores aislándolos de las interrupciones de entrada y salida, evitando así la latencia y maximizando la velocidad computacional del software de vuelo. Para aterrizar de forma segura, el DLC debe procesar datos de sensores específicos del aterrizaje en tiempo real y transmitir esta información a la computadora de vuelo principal de la nave espacial para evitar peligros ambientales como cráteres y rocas. La arquitectura de ruta de datos presentada permite que el procesamiento computacional de alta velocidad del DLC proporcione esta capacidad.

La plataforma DLC se compone de tres componentes clave:una placa de matriz de puertas programables en campo (FPGA) diseñada por la NASA, una placa multiprocesador en un chip (MPSoC) diseñada por la NASA y una ruta de datos patentada que vincula las placas con las entradas y salidas disponibles para permitir la recopilación y el procesamiento de datos de gran ancho de banda.

La unidad de medición inercial (IMU), la cámara, los sensores de navegación Doppler LiDAR de navegación (NDL) y LiDAR de detección de peligros (HDL) (representados en el diagrama anterior) están conectados a la placa FPGA del DLC. La ruta de datos de esta placa consta de interfaces serie de alta velocidad para cada sensor, que aceptan los datos del sensor como entrada y convierten la salida a un formato de flujo AXI. Los flujos de sensores se multiplexan en un flujo AXI que luego se formatea para ingresar a una interfaz serial de alta velocidad XAUI.

Esta interfaz envía los datos a la placa MPSoC, donde se vuelven a convertir del formato XAUI a un flujo AXI combinado y se demultiplexan nuevamente en flujos AXI de sensores individuales. Estos flujos AXI luego se ingresan en las respectivas interfaces DMA que proporcionan una interfaz para la DDRAM en la placa MPSoC. Esta arquitectura permite la recopilación y el procesamiento de datos de gran ancho de banda en tiempo real al preservar la capacidad total del MPSoC.

Esta tecnología será fundamental para el acceso seguro a otras regiones de la superficie del sistema solar en las que las misiones de naves espaciales no podrían tener éxito con las capacidades de aterrizaje actuales. Esta arquitectura de ruta de datos de sensores puede tener otras aplicaciones potenciales en los mercados aeroespacial y de defensa, transporte (por ejemplo, conducción autónoma), médico, investigación y automatización/control, donde podría servir como un componente clave en una plataforma informática de alto rendimiento y/o un sistema integrado crítico para integrar, procesar y analizar grandes volúmenes de datos en tiempo real.

La NASA está buscando activamente licenciatarios para comercializar esta tecnología. Comuníquese con el Conserje de Licencias de la NASA en Esta dirección de correo electrónico está protegida contra spambots. Necesita activar JavaScript para verlo. o llame al 202-358-7432 para iniciar conversaciones sobre la licencia. Para obtener más información, visita aquí  .