NASA の DLC:リアルタイムの宇宙船着陸を可能にする最先端のデータパス アーキテクチャ

ジョンソン宇宙センター、テキサス州ヒューストン

A diagram of the Descent and Landing Computer’s (DLC) computing platform with datapath architecture. （画像：NASA）

NASA ジョンソン宇宙センターのイノベーターたちは、ロボット探査ミッションや有人探査ミッションにおける安全で自律的な地球外宇宙船着陸の要求に応えるため、降下着陸コンピューター (DLC) として知られる高性能コンピューティング プラットフォームを開発し、飛行テストに成功しました。

このプラットフォームに特有のデータパス アーキテクチャは、マイクロプロセッサを入出力の中断から隔離することでマイクロプロセッサの負担を軽減し、遅延を回避し、飛行ソフトウェアの計算速度を最大化します。安全に着陸するために、DLC は着陸特有のセンサー データをリアルタイムで処理し、この情報を宇宙船のプライマリ フライト コンピューターに中継して、クレーターや岩などの環境上の危険を回避する必要があります。提示されたデータパス アーキテクチャにより、DLC の高速計算処理がこの機能を提供できるようになります。

DLC プラットフォームは、NASA 設計のフィールド プログラマブル ゲート アレイ (FPGA) ボード、NASA 設計のマルチプロセッサ オンチップ (MPSoC) ボード、およびボードを利用可能な入出力にリンクして高帯域幅のデータ収集と処理を可能にする独自のデータパスという 3 つの主要コンポーネントで構成されています。

慣性測定ユニット (IMU)、カメラ、ナビゲーション ドップラー LiDAR (NDL)、および危険検出 LiDAR (HDL) ナビゲーション センサー (上の図に示されています) は、DLC の FPGA ボードに接続されています。このボードのデータパスは、各センサーの高速シリアル インターフェイスで構成されており、センサー データを入力として受け取り、出力を AXI ストリーム フォーマットに変換します。センサー ストリームは AXI ストリームに多重化され、XAUI 高速シリアル インターフェイスへの入力用にフォーマットされます。

このインターフェイスはデータを MPSoC ボードに送信し、そこで XAUI フォーマットから結合された AXI ストリームに逆変換され、個別のセンサー AXI ストリームに逆多重化されます。これらの AXI ストリームは、MPSoC ボード上の DDRAM へのインターフェイスを提供するそれぞれの DMA インターフェイスに入力されます。このアーキテクチャにより、MPSoC の能力を最大限に維持することで、リアルタイムの高帯域幅データの収集と処理が可能になります。

この技術は、現在の着陸能力では宇宙船ミッションが成功できない太陽系の他の表面領域に安全にアクセスするために不可欠となる。このセンサー データパス アーキテクチャには、航空宇宙、防衛、輸送（自動運転など）、医療、研究、オートメーション/制御市場において、大量のデータをリアルタイムで統合、処理、分析するための高性能コンピューティング プラットフォームや重要な組み込みシステムの主要コンポーネントとして機能する可能性のある他の潜在的な用途がある可能性があります。

NASA はこの技術を商業化するライセンシーを積極的に探しています。 NASA のライセンス コンシェルジュまでご連絡ください。このメール アドレスはスパムボットから保護されています。閲覧するにはJavaScriptを有効にする必要があります。または、202-358-7432 に電話して、ライセンスに関する話し合いを開始してください。詳細については、 ここをご覧ください。