COTS - (CCT) du CNES

COTS: Des Concepts sur Etagère
JL. Carayon DSO/ED/MS
Atelier CCT 12 juin 2002
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Bilan composants COTS pour OBC Myriade
• 80% des actifs en boîtiers plastiques divers
– Interfaces RS422 MAX308x MAXIM
– CANs MAXIM MAX186
– Microcontrôleurs MICROCHIP PIC16C76_20E/SO (SOIC28)
• FPGAs :
– ACTEL Rad Tolerant RTSX32 (S) en CQFP208
• Modules moulés résine pour :
– stacks mémoire 3DPlus: techno SAMSUNG DRAM EDO 64Mbits
– CV GAIAs (qualification en cours)
• connectique SUBHD et FRB
• Passifs en CMS 1206
• Circuits polyimide
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COTS: cartes OBC /EGCU Myriade
Carte CPU OBC/EGCU
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Architecture matérielle OBC Myriade
• Approche bus « interne » :
– Processeur central T805: logiciel de vol
– Nœuds gestion I/Os réparties sur 3 bus/réseau I2C internes: firmwares
• Connexions point à point « externe »:
– Liaisons RS422 dédiée à chaque équipement
– Centralisation des acquisitions analogiques
IF
Bord/sol
Bande-S
IF CU
Récepteur
TC
FPGA
TM/TC
Emetteur
T805
FPGA
CPU
PIC
Equipement
PIC
Equipement
PIC
Equipement
PIC
Equipement
TM
DRAM
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Architecture logiciel de vol Myriade
• Fonctionnement cyclique : 1Hz et 4Hz
• Slots de temps préalloués explicitement par conception:
– Slots de 15ms: 64Hz gérés par plusieurs séquenceurs
• Niveau applicatif:
–
multitâches: SCAO, gestion bord
• Niveau I/O:
– allocation de slot pour communication avec chaque PIC
– Mémoire partagée « datapool » pour échange des données
Appli SCAO
Appli GB
DATAPOOL
Logiciel
de vol
OS
séquenceurs
acquisitions
IF matériel « nu »:
- adresses physiques
- DMAs
- registres
commandes
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COTS: des Concepts « sur étagère » (1)
• Usage des paradigmes « sol »:
– Réseau et protocoles standards:
• Réduction du harnais satellite
– Interface fonctionnelle haut-niveau avec le matériel :
• Évolution hard indépendante du soft
• Immunité aux ions enfouie
• Similaire au approches sol: formation réduite
– Réutilisation de fonctions de base:
• Communications avec les équipements: drivers installables
• TM/TC CCSDS (ou autre…) intégrée dans les couches basses
• Tests intégrés
• Pourquoi ?:
– La technologie le permet: puissance de calcul et mémoire accrues
– Réduction des coûts et délais sur le développement du logiciel de vol
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COTS: des Concepts « sur étagère » (2)
• Comment ?:
– Adopter les concepts « sol »:
• Rôle de la communication: réseau TCP/IP
• Approche « fichiers » pour programmes et données bord et sol
• Interfaces de haut-niveau pour le développement du logiciel applicatif
– Habiller le matériel par des couches « basses » logicielles fournies tôt:
• Concept station de travail « spatialisée »:
– Fichiers, BIOS, DOS
– Nouveau métier entre matériel et logiciel
• Protection environnement et redondances automatiques intégrées:
– Triplication/vote à tous les étages
– Le logiciel de vol voit une couche immune et ne gère pas de FDIR
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COTS: des Concepts « sur étagère » (3)
• Les freins :
–
–
–
–
–
Résistance au changement
Formation: connaissance des possibles
maîtrise de la complexité: documentation
Éviter le syndrome « Microsoft »: open-source
Organisation industrielle:
• Nouvel acteur: fournisseur du « système de base »
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COTS: paradigme « station de travail »
Vue
Upset immune
Application
User process User process User process
Abstraction
API standard sol
DOS
Coms/services
Matériel
Scheduler
NFS
CCSDS
TESTS
intégrés
drivers drivers
Triplication/vote
Emulation µP
Redondances automatiques
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LICE,
JTAG
COTS: Processus de développement du logiciel
DEV matériel
tests
OBC nu
« PLUG »
Specs IF
ACTUEL
« PROM »
Specs LV
Codage
libs
os
Approche « COTS »
DEV matériel
DEV DOS
OBC
+ DOS
OBC
+ DOS
Tests
Tests
LV
« INSTALL »
Specs IF
Specs LV
Codage
applicatif
« FICHIERS
.EXE
.DAT »
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COTS: Usage au Niveau satellite
Objectif: simplifier le câblage et l’intégration
ACTUEL
GS
« COTS »
Eq
Eq
Eq
GS
Eq
OBC
E
E
R
R
E
E
Eq
PCDU
EGCU
Eq
Eq
R
R
PCDDU
=
PCDU
+
« ROUTEUR
générique »
Eq
Eq
OBC(CPU+LV)
EGCU(CPU+LV)
Eq
Eq
Eq
Serveur fichiers
= adaptateur dans connecteur (µC)
Héritage: USB, Firewire,IP, routage adresses
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COTS: Usage Au Niveau système
Objectif: simplifier le contrôle/commande bord/sol
Routeur
station E/R
Utilisateurs
E/R
Réseau
Routeur
station E/R
CU
Routeur
Réseau
bord
LV
TC
TM
Connect
FTP
Serveur
Fichiers bord
Serveur
Fichiers sol
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COTS: Usage en intégration et tests
Objectifs: simplifier l ’intégration et le test
Alim
Expérience1
Alim
Intégration=
connexion
Exp2
RESEAU
(international ou local)
Exp2
Alim
Protocole
identique
Relation possible en cours
d’intégration
PCDDU
=
PCDU
+
« ROUTEUR
générique »
GPF
Alim
Hors satellite
= satellite virtuel
Sur satellite
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COTS: Conclusions
• Niveau matériel:
– Usage des composants COTS obligatoire pour les « petits projets »
– Richesse fonctionnelle: intégration accrue
– Point dur: obsolescence rapide, complexité
• Niveau logiciel de vol:
– En cours: inéluctable si on suit l ’évolution « sol » avec retard
• Niveau satellite :
– Nouvelles Architectures pour réduire la masse
– Interfaces équipements à définir
• Niveau système:
– Simplification du contrôle/commande des satellites à défilement
– Ouverture vers des systèmes répartis en test et intégration= co-opération
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