Одноплатные компьютеры коммерческого класса (SBC)

Предположим, что наноспутник состоит из нескольких SBC коммерческого класса, работающих вместе. И мы разрабатываем его таким образом, чтобы выдавать результат на основе алгоритма мажоритарного голосования. Я знаю о единичных сбоях и высокоэнергетических частицах, которые могут разрушить схемы устройств, не защищенных от радиации. Насколько надежна такая конструкция по сравнению с одной доской летного класса?

Мне нравится, к чему вы клоните, но я думаю, что вопрос слишком широк, чтобы дать точный ответ. Надежность, добавленная за счет избыточного оборудования для голосования, зависит от многих вещей: если плата выходит из строя, считается ли она мертвой или потенциально может восстановиться? Как долго он восстанавливается? Все ли платы работают с одинаковым кодом и, таким образом, уязвимы для выхода из строя из-за одной и той же ошибки?
Меня интересует только то, как пространство влияет на рекламные щиты. Другими словами, может ли грамотная разработка программного обеспечения обойти проблему?
ЫСДЯС, иначе никто не знает, что они такое.
Что вы имеете в виду под ЫСДЯ?
Вы должны определить свои сокращения.
Доступная электрическая мощность наноспутника очень ограничена, как вы думаете, достаточно ли мощности для трех или более SBC коммерческого класса? SBC промышленного класса могут быть лучше для температуры внутри наноспутника.
Я понимаю это. Но такие платы, как пи ноль, могут потреблять около 200 мА. Таким образом, 600 мА доступны, я думаю, при 3,3 В. Очевидно, что на эти доски будет нанесено конформное покрытие, и перед полетом будет проведено их кондиционирование. Но вопрос в том, выживут ли они в космосе? Вакуум? сколько радиации? Сколько жизни мы можем ожидать? Я знаю причины, по которым на нем нельзя летать. Я хочу знать, что можно сделать, чтобы заставить его летать. И где-то в комментарии сказано, что доски стоят 1% от стоимости. Верно для больших спутников, а не для кубов. Вопрос можно ли им летать или если это ТОЧНО невозможно, то почему?
Первый совет: НЕТ SD-КАРТЫ. Или вообще любое съемное хранилище. На плате должна работать встроенная флэш-память, желательно в том же чипе, что и ЦП (компьютер с одним чипом). SD-карты коммерческого класса (плюс держатели карт) являются основной точкой отказа; достаточно продвинутые SD-карты промышленного класса стоят дороже, чем ваш SBC, и держатель карты по-прежнему остается плохой точкой отказа.
@Prakhar: Запуск кубсата 1U стоит около 10 000 долларов. Промышленный SBC приличного качества стоит 100 долларов . По мне так 1%. А если вместо этого вы сэкономите и загрузите 3 RPi0, а BGA оторвет печатную плату из-за термической нагрузки на все 3, когда кубсат перемещается с ночной стороны на дневную, вы только что потеряли 10 000 долларов из-за экономии 95 долларов .

Ответы (2)

Для простого алгоритма голосования вам нужна 1 доска для генерации непроверенного контроля (стандарт), 2 платы для проверки правильности контроля (но не предлагать резервную копию, если это не так; вы не можете сказать, какой из двух несовпадающих голосов правильный) и 3 платы для обеспечения первого уровня резервирования.

Сценарий с двумя досками удваивает вероятность неудачи; в сценарии с 3 досками (любом) 2 из 3 должны выйти из строя. Так что если п есть вероятность того, что одна доска выпадет из н платы выходят из строя, вероятность отказа системы будет порядка п н − 1 .

Поскольку более вероятны другие виды отказов, такие как ошибки программного обеспечения, которые повторяют одну и ту же ошибку на всех платах, или выбросы корональной массы, которые сожгут все платы, переходить за пределы 3-4 плат не имеет особого смысла.

Спасибо за ответ. Я понимаю. Я где-то читал, что они запустили вычислительный модуль Raspberry Pi на наноспутнике. Просто интересно, насколько это хорошо.
@Prakhar: Исходя из моего профессионального опыта работы с RPi, я не верю, что это хорошо. Мы сотрудничали с фирмой, которая разработала решение для мониторинга оборудования на основе RPi для использования в горнодобывающей промышленности, и это был ужасный провал. Эти устройства предназначены для домашних/офисных условий. Не говоря уже о потребляемой мощности более 500 мА, что для такого рода приложений безнадежно избыточно. Втрое больше? Эм-м-м. Просто ужас.
Ясно, я полагаю, что для наноспутника необходимо придерживаться хотя бы платы промышленного класса. Никогда не знал, что rpi будет таким ненадежным, хотел бы знать точную причину их отказа в вашем приложении?
@Prakhar: Учитывая, что плата, вероятно, будет стоить менее 1% от стоимости, нет смысла экономить на ней. В моем случае - электромагнитные помехи, вибрация (разъемы не рассчитаны на это), пыль, влага (опять же разъемы - в первую очередь SD!) и электроника эконом-класса (уж точно не промышленный стандарт отказоустойчивости). Проблемы для кубсата будут несколько иными, но определенно будут присутствовать. (излучение, ненадежная мощность, перепады температур, большие ускорения при запуске). Не говоря уже о мультимедийных функциях, совершенно бесполезных в этих приложениях, они только добавляют точки сбоя и утечку энергии.
Основная проблема с RPis для космических приложений заключается в том, что у них нет памяти кода для исправления ошибок. У моего предыдущего работодателя я помогал создавать систему на основе RPi, которую мы отправили в огонь. Один из наших клиентов имел дело с выбросами нефтяных скважин. У одного из их клиентов был взрыв, и мы сказали, дайте нам шанс увидеть, что происходит внутри. У нас было всего несколько дней, чтобы построить устройство, которое можно было буквально отправить в огонь для измерения условий внутри выброса. Наше устройство записывало полученные данные на флэш-накопитель USB. Оно вышло из пламени маслянистым, как все вылезло, но данные все еще были на месте.

Я подозреваю, что ответ зависит от миссии и того, насколько важны процессоры или их коллективный ответ на миссию. В любом случае, я считаю, что у нас нет данных о полетах, чтобы дать точный ответ.

Я слышал, что Raspberry Pi летал или предлагался для полета в космос. Я не слышал, чтобы их запрягали в кластер.

Более надежным SBC для полета может быть BeagleBone Black. У него также есть аналоговые опции и поддержка в реальном времени, которых, по-видимому, нет у RPi, и он значительно более надежен. (Опять же, многие считают RPi лучшим устройством для потоковой передачи мультимедиа.) Однако, как отмечалось в других сообщениях, проблемой может быть энергопотребление. Он используется в ракетах и ​​​​малых БПЛА, где продолжительность питания относительно невелика. Можно представить себе объединение нескольких машин BeagleBone для повышения надежности. Но пока о таком конкретном усилии я не слышал.

В 2013 году существует проект по созданию «надежного мультипроцессора» (DM), который включает в себя несколько готовых коммерческих плат (COTS). В данном случае платы представляют собой несколько SBC Gumstix. Это был совместный проект Honeywell и Государственного университета Морхеда (MSU) в Кентукки. (Похоже, что в штате Морхед довольно много активности CubeSat; если вы проследите, где находятся создатели концепции CubeSat, вы поймете, почему.) Проект DM был представлен на конференции SmallSat 2013. Существует некоторый прототип аппаратного обеспечения; Не знаю, полетела ли она еще.

Одноплатные компьютеры коммерческого класса (SBC)
СпросиСетьПолитика конфиденциальности1y, 0v