초록

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인공위성 시스템은 기존의 임베디드 시스템과 달리 우주환경에서도 예측가능하며 견고히 수행되어야 하며, 또한 위성의 오류가 발생하게 되면 어떠한 환경에서도 위성의 생존을 위하여 자동적인 오류 검출. 오류 제거, contingency state로 위성을 재구성하는 과정이 반드시 필요로 한다. 이러한 모든 과정을 On-Board Fault Management라 하며, 본 논문에서는 다목적실용위성 2호의 On-Board Fault Management 구조와 오류 검출방식, 위성을 safing시키는 과정과 테스트 결과에 대해서 설명한다.

인공위성 시스템은 기존의 임베디드 시스템과 달리 우주환경에서도 예측가능하며 견고히 수행되어야 하며, 또한 위성의 오류가 발생하게 되면 어떠한 환경에서도 위성의 생존을 위하여 자동적인 오류 검출. 오류 제거, contingency state로 위성을 재구성하는 과정이 반드시 필요로 한다. 이러한 모든 과정을 On-Board Fault Management라 하며, 본 논문에서는 다목적실용위성 2호의 On-Board Fault Management 구조와 오류 검출방식, 위성을 safing시키는 과정과 테스트 결과에 대해서 설명한다.

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• 연구 주제
• 연구 방법
• 연구 결과

문제 정의

• On-Board Fault Management를 위하여 각각의 프로세서는 독립적 인 Watch Dog Timer(WDT)를 가지고 있으며, 탑재소 프트웨어는 매 250ms마다 위성의 오류 발생을 확인하게 되며, 오류가 검출되게 되면, WDT Timeout을 통해 모든 프로세서를 redundant 프로세서로 failover하는 방식 을 채택하고 있다. 본 논문에서는 다목적실용위성 2호 On-Board Fault Management 구조와 오류 검출방식, 위성을 safing시키는 과정과 테스트 결과에 대해서 설명 한다.

제안 방법

• 다목적실용위성 2호의 전체적인 시스템 통합 시험과 함께 2년간 3단계에 걸쳐 Fault Management Test가 수행되었다. 1단계 테스트에서는 위성의 오류에 대한 trigger조건을 ETB(Electrical Test B으d)에서 ICE를 이용하여 수행되었으며, 2단계에서는 실제 CPU를 장착한 ETB에서 Failure trigger와 Failure response인 RTCS 에 대한 테스트가 수행되어졌으며, 3단계에서는 실제 발 사될 Flight Model(FM)에 대해서 Fault Management Test 가 수행되었다. 아래의 그림 5는 Fault Management Test중의 하나인 SEU Mitigation에 대한 테스트 절차를 보여준다.
• 다목적실용위성 2호의 전체적인 시스템 통합 시험과 함께 2년간 3단계에 걸쳐 Fault Management Test가 수행되었다. 1단계 테스트에서는 위성의 오류에 대한 trigger조건을 ETB(Electrical Test B으d)에서 ICE를 이용하여 수행되었으며, 2단계에서는 실제 CPU를 장착한 ETB에서 Failure trigger와 Failure response인 RTCS 에 대한 테스트가 수행되어졌으며, 3단계에서는 실제 발 사될 Flight Model(FM)에 대해서 Fault Management Test 가 수행되었다.

이론/모형

• 2005년 발사 예정인 다목적실용위성 2호(K0MPSAT -2)는 탑재 프로세서(processor)로 인텔 80386을 채택 하고 있으며 각각의 프로세서는 기능에 따라 지상으로부 터의 명령 수신 및 라우팅, 원격 측정데이터의 수집 & 송신을 담당하고 있는 탑재 컴퓨터 (OBC, On-Board Computer), 위성의 전력 발생 및 분배 그리고 위성체에 대한 열 제어를 담당하는 전력계 제어장치 (ECU, Electrical Power subsystem control Unit) 그리고 자 세 센서로부터 정보를 받아들이고 위성 자세 및 궤도에 대한 제어를 담당하는 원격 구동 장치(RDU, Remote Drive Unit)로 3개의 프로세서로 구성된 다중 프로세서 구조를 가지고 있으며 primary 프로세어와 redundant 프로세서로 이중화 되어있다. 각각의 프로세서와 탑재체 간의 통신을 위해서는 명령-웅답 방식의 MIL-STD -1553B 데이터 방식을 사용하고 있으며 OBC는 Bus Controller 로 동작하며 RDU 와 ECU는 Remote Terminals 동작한다. 실시간 운영체제(RTOS)인 VRTX 와 탑재소프트웨어(Flight Software)에 의하여 위성의 전반적인 운영이 이루어진다.

후속연구

• On-Board Fault Management는 다른 테스트와 달리 위성의 안전 과 임무에 직접적으로 연관되어 있으며, 어떠한 환경 하 에서도 위성을 safing시켜야하는 중요한 역할을 导당하고 있다. 추후 계속적인 Fault Management 테스트가 수행될 되어 예정이며, 실제 위성운영에도 테스트한 절 차를 그대로 적용할 예정이다.

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이 논문을 인용한 문헌

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