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차세대 위성탑재 컴퓨터의 표준 구조 설계에 관한 개념 연구
A Conceptual Study on Standard Architecture Design for the Next Generation Satellite OBC 원문보기

한국항공우주학회지 = Journal of the Korean Society for Aeronautical & Space Sciences, v.41 no.12, 2013년, pp.1018 - 1024  

이윤기 (Satellite Electronics Department, Korea Aerospace Research Institute) ,  김지훈 (Division of Electrical and Information Technology Engineering, Chungnam National University)

초록
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저궤도와 정지궤도 위성을 위한 위성 탑재 컴퓨터 (OBC)는 서로 유사한 기능을 가짐에도 불구하고, 지금까지 별도의 구조로 개발되어왔다. 본 논문에서는 OBC의 표준 구조에 대한 개념 연구 결과를 제시하며, 차세대 위성용 OBC를 개발하기 위한 방안을 제안한다. 제안된 구조는 가변성이 매우 높은 구조이며, 저/중/정지궤도 그리고 달 탐사선/심 우주탐사선에 모두 사용되도록 하는 것을 목표로 하고 있다. 또한 현재 개발 진행 중인 표준형 OBC의 개발 현황을 소개한다.

Abstract ▼ AI-Helper 아이콘AI-Helper

On-Board computers (OBC) for LEO & GEO satellites have been developed with their own dedicated architecture so far even though they have many similar functionalities. In this paper, we present a conceptual study results of standard OBC architecture design and propose the domestic development plan fo...

주제어

#탑재 컴퓨터   #저궤도 위성   #정지궤도 위성  

AI 본문요약
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문제 정의

  • 최근 국내에서도 다양한 궤도와 다양한 미션 (저궤도/정지궤도 위성, 심 우주 탐사선)을 지원하는 범용 OBC를 개발함으로서, 별도의 형태로 개발하는 것에 비해서 개발 기간과 검증을 위한 노력을 최소화 하여 궁극적으로는 개발 비용을 최소화하기 위한 시도가 이루어지고 있다. 따라서 본 논문에서는 선진국에서 개발되고 있는 위성 탑재컴퓨터들의 개발 경향을 살펴보고, 현재 국내에서 개발 중인 저/중/정지궤도 그리고 탐사선에 모두 사용되는 것을 목표로 하는 차세대 위성용 OBC의 주요 연구 결과와 방안을 제안한다.
  • 현재 국내에서는 저궤도, 정지궤도 위성 개발과제뿐만 아니라 달 및 심 우주 탐사를 계획하는 과제들이 진행 중이다. 따라서 본 논문에서는 이러한 다양한 종류의 국내 위성개발 과제에서 필요로 하는 탑재컴퓨터를 적기에 저가로 공급하기 위한 탐재컴퓨터의 표준화 방안을 제시하였으며, 제안한 표준화 방안의 핵심적인 내용은 다음의 4가지를 기반으로 하고 있다.
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질의응답

핵심어 질문 논문에서 추출한 답변
RU는 어떤 기능을 가지는가? 위성 컴퓨터는 상용과 달리 위성내의 오류 상황에 대해서 자동으로 조치를 취하는 RU(Reconfiguration Unit)를 탑재하는데, OBC내에서 각 프로젝트에 따른 별도의 요구에 따라서 가장 많이 변경되는 요소 중의 하나이다. 하지만 이러한 시스템 요구사항은 항상 OBC 하드웨어 개발 시작보다 늦게 도출되는 문제가 있으며, 시스템 조립, 테스트 과정 중에서도 언제든지 오류에 대한 시스템 설계 변경이 일어날 수 있다.
저궤도와 정지궤도용 탑재컴퓨터가 서로 유사한 기능을 가짐에도 별도로 나누어 개발된 이유는? 이 중에서 위성탑재컴퓨터(OBC) 분야는 저궤도와 정지궤도용 탑재컴퓨터가 서로 유사한 기능을 많이 가짐에도 불구하고, 별도로 나누어서 개발해왔다. 그 이유는 궤도에 따른 우주 방사능 환경이나 잉여(Redundancy)구조가 다르기도 했지만, 실제로는 기술을 주도해온 선진국의 롤 모델이 달랐기 때문이다. 하지만 최근 선진국의 OBC개발 추세는 저/중/정지궤도에 공통으로 사용할 수 있는 범용 컴퓨터를 개발하는 것에 있다.
IBMU의 단점은? 3과 같은 SpaceWire를 이용한 Point-to-Point구조로 개발되었다. 하지만 IBMU의 경우, EADS Astrium이 개발한 MCMERC32SC가 2014년 이후에는 단종될 위기에 있으며, TCTM및 IO와 통신을 위해 사용된 SMCS332/116 SpaceWire 칩셋은 채널의 확장에 있어서 제약이 많아서 범용성이 떨어지는 단점이 있다.
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참고문헌 (8)

  1. "A Study of Common OBC HW Architecture for LEO & GEO Satellite", JC-SAT 2009, Yun Ki Lee, Joo Ho Won, Sang Kon Lee 

  2. "CPU Module Development for Next LEO Satellite", Conference on Information and Control Systems 2011, Yun Ki Lee, Jeong Hwan Yang, Ki Ho Kwon, Sang Kon Lee 

  3. "CPU Trade-Off Study for Next LEO Satellite", Conference on Information and Control Systems 2011, Yun Ki Lee, Jeong Hwan Yang, Ki Ho Kwon , Sang Kon Lee 

  4. "Current Satellite OBC Development Status", Avionics Systems Symposium, Korea 2011, Young Ho Cho 

  5. "Serial Bus Development for the Remote Memory Access", 2012 Fall Conference, The Korean Society for Aeronautical & Space Sciences, Yun Ki Lee, Young Jun Cho, Ki Ho Kwon, Sang Kon Lee, Young Tak Jung 

  6. "GRLIB IP Core User's Manual Version 1.1.0 - B4108", 2011, Aeroflex Gaisler. 

  7. "Rad-Hard 32-bit SPARC V8 Processor (AT697F)", 2009, Atmel. 

  8. "PCI to SpaceWire and 1553 Bridge GR701A User's Manual", 2007, Aeroflex Gaisler. 

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