Computadoras de placa única (SBC) de grado comercial

Supongamos que se fabrica un nanosatélite con varios SBC de grado comercial trabajando juntos. Y lo diseñamos para dar salida basada en el tipo de algoritmo de votación mayoritaria. Soy consciente de las perturbaciones de eventos únicos y las partículas de alta energía que pueden destruir los circuitos de los dispositivos no endurecidos por radiación. ¿Qué tan confiable sería un diseño de este tipo en comparación con un solo tablero de grado de vuelo?

Me gusta a dónde vas con esto, pero creo que la pregunta es demasiado amplia para responder con precisión. La confiabilidad agregada al tener hardware de votación redundante depende de muchas cosas: si una placa tiene un trastorno, ¿se considera muerta o puede recuperarse potencialmente? ¿Cuánto tiempo se tarda en recuperarse? ¿Todos los tableros ejecutan un código idéntico y, por lo tanto, son vulnerables a que todos se caigan por la misma falla?
Solo me interesa saber como afecta el espacio a los tableros comerciales. en otras palabras, ¿puede un diseño de software inteligente evitar el problema?
YSDYAs, de lo contrario nadie sabe lo que son.
¿Qué quieres decir con YSDYA?
Debe definir sus siglas.
La energía eléctrica disponible en un nanosatélite es muy limitada, ¿cree que hay suficiente energía para tres o más SBC de grado comercial? Los SBC de grado industrial pueden ser mejores para la temperatura dentro de un nanosatélite.
entiendo eso Pero las placas como pi zero pueden tomar alrededor de 200 mA. Entonces, 600 mA es asequible, creo que a 3.3 V. Obviamente, estas tablas se recubrirán conforme y antes se realizará el acondicionamiento de las tablas voladoras. Pero la pregunta es, ¿sobrevivirán al espacio? vacío? cuanta radiacion ¿Cuánta vida podemos esperar? Soy consciente de las razones por las que no se debe volar. Quiero saber que se puede hacer para que vuele. Y en alguna parte en el comentario dijo que los tableros cuestan el 1% del costo. Cierto para grandes sats no cubesats. La pregunta es posible que vuelen o si es DEFINITIVAMENTE imposible, ¿por qué?
Primer consejo: SIN TARJETA SD. O, en general, cualquier almacenamiento desmontable. La placa debe funcionar con flash incorporado, preferiblemente en el mismo chip que la CPU (computadora de un solo chip). Las tarjetas SD de grado comercial (más los portatarjetas) son el principal punto de falla; Las tarjetas SD de grado industrial suficientemente avanzadas cuestan más que su SBC, y el titular de la tarjeta sigue siendo un punto de falla malo.
@Prakhar: El lanzamiento de 1U cubesat cuesta alrededor de $ 10,000. Un SBC industrial de calidad decente cuesta $ 100. A mí me parece el 1%. Y si escatima y carga 3 RPi0 en su lugar, y el BGA se libera de la PCB debido a la tensión térmica en los 3 a medida que el cubesat se mueve del lado de la noche a la luz del día, acaba de perder $ 10,000 debido a un ahorro de $ 95.

Respuestas (2)

Para el algoritmo de votación simple, necesita 1 tablero para generar un control no verificado (estándar), 2 tableros para verificar que el control sea correcto (pero no ofrezca respaldo si no lo es; no puede saber cuál de los dos votos no coincidentes es correcto) y 3 tableros para ofrecer el primer nivel de redundancia.

El escenario de 2 tableros duplica la posibilidad de fallar; en el escenario de 3 tableros (cualquiera) 2 de 3 deben fallar. Así que si pags es la probabilidad de que una sola tabla salga de norte Si fallan las placas, la posibilidad de que el sistema falle será normal. pags norte − 1 .

Dado que otros modos de falla, como los errores de software que crean repetidamente el mismo error en todos los tableros, o las eyecciones de masa coronal que freirán todos los tableros, son más probables, ir más allá de 3-4 tableros no tiene mucho sentido.

Gracias por la respuesta. Entiendo. Leí en algún lugar que lanzaron el módulo de cómputo de raspberry pi en un nanosatélite. Sólo me preguntaba qué tan bueno es eso.
@Prakhar: Desde mi experiencia profesional con RPi, no creo que sea bueno. Estábamos cooperando con una empresa que fabricaba una solución de monitoreo de maquinaria basada en RPi para uso en la industria minera, y fue un fracaso horrible. Estos dispositivos están destinados a condiciones de hogar/oficina. No importa el consumo de energía de más de 500 mA, que para este tipo de aplicación es irremediablemente excesivo. ¿Triplica eso? oh. Simplemente desagradable.
Ya veo, supongo que quedarse con al menos una placa de grado industrial es imprescindible para un nanosatélite. Nunca supe que rpi sería tan poco confiable, ¿le gustaría saber la razón exacta de su falla en su aplicación?
@Prakhar: Teniendo en cuenta que la placa costará probablemente menos del 1 % del costo, no tiene sentido escatimar en ella. En mi caso, ruido electromagnético, vibración (los conectores no están hechos para manejarlo), polvo, humedad (nuevamente, conectores, ¡principalmente SD!) Y electrónica de clase económica (definitivamente no es una tasa de falla estándar industrial). Los desafíos para un cubesat serán algo diferentes pero definitivamente presentes. (radiación, energía poco confiable, cambios de temperatura, grandes aceleraciones en el lanzamiento). No importa que las funciones multimedia sean completamente inútiles en estas aplicaciones, solo agregan puntos de falla y consumo de energía.
El principal problema con los RPis para aplicaciones espaciales es que no tienen memoria de código de corrección de errores. En mi empleador anterior, ayudé a construir un sistema basado en RPi que enviamos a las llamas. Uno de nuestros clientes se ocupó de explosiones de pozos de petróleo. Uno de sus clientes se reventó y le dijimos que nos diera la oportunidad de ver qué estaba pasando dentro. Solo teníamos días para construir un dispositivo que literalmente sería enviado a las llamas para medir las condiciones dentro de la explosión. Nuestro dispositivo registró datos detectados en una unidad flash USB. Salió de las llamas aceitoso como todos, pero los datos aún estaban allí.

Sospecho que la respuesta depende de la misión y cuán críticos son los procesadores o su respuesta colectiva para la misión. En cualquier caso, creo que no tenemos datos de vuelo para dar una respuesta sólida.

Escuché que Raspberry Pi está siendo volado o propuesto para volar en el espacio. No he oído hablar de ellos siendo aprovechados como un grupo.

Un SBC más confiable para volar podría ser el BeagleBone Black. También tiene opciones analógicas y soporte en tiempo real que aparentemente el RPi no tiene, y es considerablemente más resistente. (Por otra parte, muchos consideran que el RPi es una mejor máquina de transmisión multimedia). Sin embargo, como se señaló en otras publicaciones, el consumo de energía podría ser un problema. Se utiliza en diseños de cohetes y vehículos aéreos no tripulados pequeños, donde la duración de la alimentación es relativamente corta. Uno puede imaginarse reuniendo varias máquinas BeagleBone para mejorar la confiabilidad. Pero hasta ahora, no he oído hablar de un esfuerzo tan específico.

Hay un proyecto que data de 2013 para crear un "multiprocesador confiable" (DM) que incluye varias placas comerciales estándar (COTS). En este caso, las placas son varios Gumstix SBC. Este fue un proyecto conjunto de Honeywell y Morehead State Univ (MSU), en Kentucky. (Parece haber una buena cantidad de actividad de CubeSat en Morehead State; si rastrea dónde están los creadores del concepto de CubeSat, sabrá por qué). El proyecto DM se presentó en la Conferencia SmallSat 2013. Existe algún prototipo de hardware; No sé si ha volado todavía.

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