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Personalizando PolarFire SoC FPGAs para missões em estações espaciais internacionais

Saiba mais sobre como a Emdalo personalizou FPGAs PolarFire SoC, Linux® e fluxos de inicialização associados para a recente missão espacial da Skycorp Inc. na Estação Espacial Internacional (ISS).

Mi-V Ecosystem Partner Emdalo Technologies Ltd. (Emdalo) personalizou com sucesso o PolarFire® System-on-Chip (SoC) Field Programmable Gate Arrays (FPGAs), Linux® e os fluxos de inicialização associados para a recente missão espacial da Skycorp Inc. Estação Espacial Internacional (ISS). Este trabalho de customização também pode ser ajustado para diversas aplicações como segurança, monitoramento industrial, robótica industrial e outras.

Personalizações poderosas para aplicativos especializados

A plataforma Skycorp é construída em torno do dispositivo PolarFire SoC FPGA, MPFS250T, um processador de subsistema de CPU RISC-V® multicore de 64 bits com estrutura FPGA, DRAM de correção de erros, eMMC Flash, cartão SD™, sistemas Ethernet e USB integrados. A plataforma também executa o Linux Operation System (OS).

Background

iBoss iSSI®

O Kit de Acoplamento Modular iBoss iSSI® (Intelligent Space System Interface) é o “USB para espaço”: um conector padrão tornando o NextSpace viável agora. A futura infraestrutura e logística espacial — com base em sistemas plug-and-play e In-Space, Assembly and Manufacturing (ISAM) com suporte de robótica — aumentará a flexibilidade e impulsionará o crescimento. Tal NextSpace será “LEGO no espaço” com blocos de construção modulares e interfaces padrão alavancando princípios de peças comuns e Comercial-Off-the-Shelf (COTS). iSSI é a tecnologia de interface universal para impulsionar a industrialização da infraestrutura espacial. Com seus recursos inigualáveis, o iSSI permite filosofias de design inovadoras e missões totalmente novas, modelos operacionais e de negócios no solo e no espaço. De maneira semelhante, o iSSI pode atender a mercados em crescimento na Terra, como automotivo, transporte intermodal, robótica, logística e mobilidade elétrica.

No dia 25 de Junho de 2024, ocorrerá o “Seminário de Sistemas Embarcados e IoT 2024“, no Holiday Inn Anhembi — Parque Anhembi, São Paulo–SP.

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PolarFire SoC
Figura 1: iBOSS iSSI

Experimento de Qualificação de Voo de Interface de Sistemas Espaciais Inteligentes (iSSIFQE)

A Skycorp Inc., uma empresa da Califórnia focada em logística orbital, testou recentemente um componente-chave de futuros veículos de manutenção de satélites na ISS.

Figura 2: iSSIFQE em desenvolvimento

Os testes ocorreram no conector robótico desenvolvido pela iBoss GmbH da Alemanha para transmitir energia e dados como um cabo USB de computador, ao lado de um computador Skycorp e um sensor de radiação construído pela Space Environmental Technologies e financiado conjuntamente pelo Departamento de Defesa e NASA Science Mission Directorate.

O teste bem-sucedido da interface iBoss Intelligence Space Systems ajudará a preparar o caminho para manutenção, montagem e fabricação em órbita, de acordo com Dennis Wingo, fundador e CEO da Skycorp, no SpaceNews.

Figura 3: Acoplamento do Northrop Grumman NG-17 com a ISS, 22 de fevereiro

A carga útil de demonstração da tecnologia, chamada iSSIFQE, viajou para a ISS em fevereiro em uma espaçonave de carga Northrop Grumman Cygnus. Depois disso, os astronautas montaram o iSSIFQE no módulo japonês Kibo. A carga foi então montada em uma plataforma fora do Módulo Experimental Japonês da estação espacial. A demonstração durou com sucesso seis meses e os testes continuam até hoje.

PolarFire SoC
Figura 4: iSSIFQE em ação, fora da ISS, 22 de março

Customizações Linux e HSS

Para o iSSIFQE, com a data de lançamento do NG-17 se aproximando, a Skycorp precisava de personalizações e exemplos para Microchip PolarFire SoC. Para que o iSSIFQE fosse um sucesso, a Emdalo precisava estender o kit de referência Icicle para suportar uma miríade de sensores e atuadores e atualizações em órbita e aprimorar a confiabilidade e a capacidade de fallback.

Conseguimos isso bifurcando e gerenciando nossas próprias variantes do Microchip GitHub Linux, Yocto, exemplos e repositórios HSS.

Foi adicionado a inicialização do ciclo de capacidade entre um cartão SD e o eMMC – se um falhasse, o outro iria inicializar; também adicionaram um sinal de manutenção de atividade ao HSS para que, se o HSS falhasse, todo o sistema PolarFire SoC pudesse ser reiniciado; os dois barramentos CAN foram habilitados, o barramento SPI foi configurado para funcionar no Linux e o I2C foi habilitado e esses dispositivos ficaram visíveis para o espaço do usuário. A interface CAN foi personalizada e foi adicionado um exemplo para ilustrar como usá-la a partir do espaço do usuário. scripts de atualização em órbita foram adicionados e configurações personalizadas foram desenvolvidas e utilitários foram habilitados para uma atualização de design de FPGA (incluindo atualização de HSS), atualização do sistema de arquivos raiz, atualizações de pacotes de espaço de usuário e atualização de kernel.

PolarFire SoC
Figura 5: Linux no Microchip PolarFire SoC na ISS, 22 de abril

Ficamos encantados em poder ver o Linux rodando no PolarFire SoC da Microchip na ISS em abril de 2022. A missão continua e a plataforma continua a oferecer grande confiabilidade.

Missão lunar

Estamos ansiosos para trabalhar com a Skycorp enquanto eles trabalham para desenvolver uma carga útil do data center lunar para a Lonestar Data Holdings, que será entregue à superfície lunar pela Intuitive Machines, planejada para 2023.

PolarFire SoC

Microchip na América Latina

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Traduzido pela Equipe Embarcados. Visite a página da Microchip No Embarcados

(*) Este post foi patrocinado pela Microchip

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