Databussen i en studentsatellitt

Abstract

NUTS er en 2U CubeSat, planlagt for oppskyting i 2014. NUTS er utviklet ved NTNU, og studenter ta del det å bygge og designe satellitten. Miniatyrsatellitter som følge Cubesat spesifikasjonen er ofte sammensatt av separate moduler. En databuss er vanlig metode for inter-modul kommunikasjon. Men å være en delt medium, trafikk på databusser følsomme for forstyrrelser fra sviktende moduler. NUTS bruker I2C som busstypen. Mangelen på sentraliserte voldgift positurer flere utfordringer med hensyn rettferdig bruk av buss tid, feil motstand og feilretting.Dette notatet beskriver prosessen med å utvikle en buss protokoll for NUTS. De viktigste målene for NUTS bussen protokollen er å gi noen grad av rettferdighet mellom modulene, diktere en nedre grense på data gjennomstrømming gitt visse forutsetninger, samt gi en nyttig abstraksjon å lette gjennomføringen av høyere nivå logikk. Flere støttefunksjoner for å gjøre dette mulig. Dette inkluderer å definere et system arkitektur og utvikle en grunnleggende sett med drivere som kreves for å kommunisere over en I2C buss.Hver modul deltar i utprøving av bussjåføren gjennomføringen, har USB-grensesnitt kontakter. Dette grensesnittet vil bli brukt til å kontrollere modulen eller moduler under test. Hvis noen ventetider skal ha garantert banen, må ventetid i avbruddet behandlingen være både forutsigbar og begrenset. Avbruddet behandling latency måles for å finne ut om dette kan være et problem.For å lette både testing og debugging, ble en USB-grensesnitt som brukes til å kontrollere de modulene under testing. Den eksisterende USB stabelen ble utvidet for å gi en egen kommunikasjonskanal, noe som gjør det mulig å gi terminal tjenester og dataoverføring funksjoner samtidig. Et design for NUTS bussen protokollen er også foreslått. For å hjelpe gjennomføringen av denne protokoll, har en I2C mester driver blitt utviklet. Et design for en $ I ^ 2C $ slavedriver har også blitt foreslåttVi finner ut at garantere rettferdig tilgang til en I2C buss krever spesielle hensyn i både sender og mottaker. Rettferdighet er et problem som må respekteres på system-nivå. Variasjoner i avbruddet behandling ventetid ved bruk FreeRTOS antyder at det kan være rom for forbedring.