Оказывается, «мозг» Falcon 9 управляется с помощью Linux и трёх процессоров x86

  • 8 июня, 13:15
  • 3744
  • 0

2020 год был не простым. Но, кроме пандемии, он запомнится еще одним знаковым событием - запуском SpaceX Crew Dragon, первого в мире частного космического корабля. 

Считается, что в космонавтике ученые используют какую-то особенную систему управления, которая предназначена только для этой отрасли. На самом деле, очень часто используют узконаправленную аппаратную и программную часть, так как она обеспечивает стабильность и надёжность.
Тем не менее, как пишет ZDNet, разработчики программного обеспечения SpaceX несколько лет назад объяснили, как работает программирование на Falcon 9. Как и суперкомпьютеры, устройства Интернета вещей (IoT) и многие критически важные устройства, Falcon 9 работает с Linux. 

«Команда Flight Software насчитывает около 35 человек. Мы пишем весь код для Falcon 9, Grasshopper (тестовой ракеты Falcon 9) и приложений Dragon, создаем основную платформу на этих машинах, мы также пишем программное обеспечение для моделирования, проверки кода полета, пишем коммуникационное и аналитическое программное обеспечение, развёрнутое на наших наземных станциях, — рассказывали о себе в Flight Software. 

Встроенная операционная система Falcon 9 представляет собой урезанный Linux, работающий на трех обычных двухъядерных процессорах x86. Само программное обеспечение для полета запускается отдельно на каждом процессоре и написано на C / C ++.

Точно не известно, о каких именно процессорах идет речь, но скорее всего - не самых новых, так как на разработку процессоров для космических кораблей уходят годы, а то и десятилетия. Например, Международная космическая станция работает на процессорах Intel 80386SX с частотой 20 МГц. 1988 года выпуска. .

Но для обычной повседневной работы астронавты используют HP ZBook 15 под управлением Debian Linux, Scientific Linux и Windows 10. Системы Linux действуют как удаленные терминалы для C & C MDM, а системы Windows используются для электронной почты, Интернета, и развлечений.

Однако в космос нельзя отправлять обычные чипы. Процессоры, которые остаются в космосе, должны быть защищены от радиации. В противном случае они имеют тенденцию выходить из строя из-за воздействия ионизирующего излучения и космических лучей. Эти специализированные процессоры проходят годы проектной работы, а затем проходят больше лет испытаний, прежде чем они будут сертифицированы для космического полета. Например, NASA ожидает, что его процессор общего назначения следующего поколения, вариант ARM A53, будет готов к запуску в 2021 году. Но поскольку  Falcon 9 находится открытом космосе относительно недолго и не нуждается в радиационной стойкости.

Почему три процессора? Это объясняется тем, что, как объясняется в StackExchange Space Exploration, SpaceX использует систему Actor-Judge для обеспечения безопасности. В этой системе каждый раз, когда принимается решение, оно сравнивается с результатами других ядер. Если есть какие-либо разногласия, решение отбрасывается и процесс возобновляется. Только когда каждый процессор дает один и тот же ответ, команда отправляется на микроконтроллеры PowerPC.

Эти контроллеры,получают три команды от каждого из процессоров x86. Если все три строки команд идентичны, то микроконтроллер выполняет команду, но если одна из трех команд неверна, контроллер выполняет последнюю ранее правильную инструкцию. Если что-то пойдет не так, Falcon 9 игнорирует команды чипа.

Смысл такой тройной проверки «скажи мне три раза» состоит в том, чтобы обеспечить отказоустойчивость, в которой она нуждается, без необходимости платить за дорогостоящие чипы, специфичные для отрасли. Современные самолеты, как и новейшие самолеты Airbus, используют аналогичный подход в своих системах управления.

Космический корабль Dragon также работает под управлением Linux с программным обеспечением, написанным на C ++. Интерфейс сенсорного экрана корабля выполнен с использованием Chromium и JavaScript. Если что-то пойдет не так с интерфейсом, у астронавтов есть физические кнопки для управления космическим кораблем.



Теги: falcon 9
0 комментариев
Сортировка:
Добавить комментарий