소형위성의 제어를 위한 컴퓨터 시스템의 설계 및 구현

DESIGN AND IMPLEMENTATION OF THE SMALL SATELLITE ON-BOARD COMPUTER SYSTEM : KASCOM

본 논문에서는 우리별 2호(KITSAT-2)와 같은 소형위성의 실시간 제어 컴퓨터 시스댐인 KASCOM(KAIST satellite computer)의 설계시 요구사항(requirement)파 설계 방식(design meth-odology)을 제시한다. 위성 컴퓨터는 위성의 서브시스템으로서 뿐만 아니라 위성의 관리 제어 및 실험 장치들의 운용에 이르기까지 위성의 전 시스템파 연관을 맺고 었다. 이러한 연관성 때문에 위성 컴퓨터의 신뢰성은 위성의 전체 생명 유지에 매우 중요하다. 위성의 제어 컴퓨터로서 가져야 할 요구조건은 위성의 실시간 제어를 위한 연산 능력, 결함 허용의 입출력 시스템, 저전력소모, 무게, 크기, 방사선 차폐 등이다. 이러한 요구조건을 만족시키기 위해 KASCOM에 채택된 여러 설계 방법이 소개된다. 설계뿐만 아니라 실수 없이 구현하고 성능 및 환경 시험을 하는 것도 매우 중요하다. KASCOM의 구현 및 테스트 역시 본 논문에서 다툰다. 마지막으로 구현된 시스템의 실제 운용(in-orbit) 결파를 제시한다. 운용 결과, 프로그램 메모리(lMbit SRAM)에서는 하루 평균 2개의 SEU(lMbyte 당), 데이터 메모리(4Mbit SRAM)에서는 하루 평균 3.7개의 SEU(l Mbyte 당)가 관측되었다. 따라서 저집적 메모리가 고집적 메모리보다 SEU에 강한 것으로 보여진다.

In this paper, we present the design methodology of KASCOM(KAIST satellite computer), the experimental on-board computer system of KITSAT-2. The design of the on-board computer system should consider the following constraints: operational throughput, fault tolerant input-output, low power, size, weight, and radiation hardness. KASCOM is designed to satisfy these constraints. This paper also presents the implementation and testing details of KASCOM. Finally, the in-orbit operational results are presented. The results show that about 2 SEU errors occur for the program memory(1Mbit SRAM) in a day, while 3.7 SEU errors occur for the data memory(4Mbit SRAM). This implies that high-integrated memories are more susceptible to the radiation environment than low-integrated memories.