Cute-1.7 + APD Laboratory for Space Systems

Cute-1.7 + APD II Project - Sub Systems > C&DH -

東京工業大学 松永研究室 小型衛星プログラム

Small Satellite Program (SSP), Laboratory for Space Systems (LSS), Tokyo Institute of Technology

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C&DH系とは?

Command and Data Handling(C&DH)系は衛星のメインコンピュータから成り、2つの役割を担っています.一つは他のサブシステムにコマンドを送ることです.地上からのアップリンクや衛星に搭載したコンピュータの計算結果を受けて,各サブシステムがどう動けば良いかという指令をC&DH系から発します.他には衛星内のデータを収集し配付する役割があります.ハウスキーピングデータやミッションデータ等の衛星内のデータを集めて保存し,ダウンリンクするために通信系に送ったり,各サブシステムへのコマンド生成に利用したりします.また、他にも衛星内の時間の管理や異常の検知なども行っています.

Introduction

Cute-1.7 + APDのC&DH系はメインコンピュータであるPDAと,PDAのインターフェイスを拡張するDAQ(Data AcQuisition)及びUSBHub,2台あるPDAを切り替えるためのPDASwitchで構成されています.安価で高性能な民生品のPDAですが,各サブシステムと接続するためのインターフェイスはUSBが1ポートのみです.そこで,USBポートをUSBHubで拡張し,その下に各サブシステムが接続できるようにしてあります.また,USBではセンサからのアナログデータや,コマンド送信のためのビット単位のデジタルデータ等を扱うことが難しいため,DAQを製作し,PDAからUSB経由でそれらのデータを扱えるようにしてあります.地上で利用するために製造されたPDAは,宇宙環境での動作は保証しません.そこで,放射線耐性や動作温度範囲や真空中での動作等を確かめた上で,Cute-1.7 + APDでは2台のPDAを切り替えながら使用するように構成しています.通信系H8がPDAの異常を検知した場合には通信系H8の指令でもう一方のPDAに切り替えます.
C&DH System Block Diagram
C&DH System Block Diagram
Profile of Handling Data
Profile of Handling Data

OBC (On Board Computer)

PDAの仕様を以下に示します.

Specification of PDA
CPU ARMV4I 400MHz
OS Microsoft Windows CE.NET
RAM 32Mbyte
Flash Memory SD Card 128Mbyte
Interfaces USB,MMC/SD Card slot
Dimensions 70(W) x 100(H) x 5(D)mm
Weight **g

PDA Board
PDA Board

PDAスイッチ

冗長構成で2台搭載されているPDAへの電源供給の切り替え,USBの接続先の切り替えを担うのがPDAスイッチです.
地上からのコマンドに応じて,通信系がPDAの切り替えを行います.
これにより,万が一軌道上で一方のPDAに異常が発生したとしても,他方のPDAに切り替えて運用を行うことができます.

USBハブ

PDAと接続されるUSB機器は5つあり,PDAに一つしかないUSBポートでは間に合いません.
そこで,Texas Instruments社製のUSBハブ素子TUSB2077Aを用いることで,この問題を解消しています.
これは皆さんがUSBのキーボード,マウスやmp3プレイヤーをPCに接続するために,市販のUSBハブを使っていることと同じことです.

温度センサー

Dallas社の1-WireデバイスDS18B20を使用しています.

積算線量計

NMRC(National Microelectronics Research Centre)製のRADFETを使用しています.

RADFET
RADFET (click to enlarge)

積算線量計回路構成

radfet_circuit
RADFET_Circuit (click to enlarge)

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