Подобное решение обусловлено тем, что для управления летающим дроном требуется значительно больше вычислительной мощности, чем для управления марсоходом, который оснащён специально изготовленными чипами с дополнительной защитой от радиации. Например, для поддержания полёта требуется работа контура управления с частотой 500 циклов в секунду, а также анализ изображений с частотой 30 кадров в секунду.
SoC Snapdragon 801 (четыре ядра, 2.26 GHz, 2 ГБ ОЗУ, 32 ГБ Flash) применяется для обеспечения работы базового системного окружения на основе Linux, на которое возложено выполнение высокоуровневых операций, таких как визуальная навигация на основе анализа изображений с камеры, управление данными, обработка команд, формирование телеметрии и поддержание канала беспроводной связи.
Процессор соединён с использованием интерфейса UART к двум микроконтроллерам (MCU Texas Instruments TMS570LC43x, ARM Cortex-R5F, 300 MHz, 512 КБ ОЗУ, 4 МБ Flash, UART, SPI, GPIO), выполняющим функции управления полётом. Два микроконтроллера используются для резервирования на случай сбоя и получают идентичную информацию от датчиков. Активен только один микроконтроллер, а второй используется как запасной и в случае сбоя способен взять управление на себя. За передачу данных от датчиков к микроконтроллерам и за взаимодействие с актуаторами, управляющими лопастями, отвечает FPGA MicroSemi ProASIC3L, который также выполняет переключение на запасной микроконтроллер в случае сбоя.
Из оборудования в дроне задействован лазерный высотомер от компании SparkFun Electronics, занимающейся производством открытого аппаратного обеспечения и являющейся одним из создателей определения открытого аппаратного обеспечения (OSHW, Open-source hardware). Из других типовых компонентов отмечаются используемые в смартфонах гиростабилизатор (IMU) и видеокамеры. Одна VGA-камера задействована для отслеживания местоположения, направления и скорости через покадровое сравнение. Вторая 13-мегапиксельная цветная камера применена для создания снимков местности.
Управляющие полётом программные компоненты разработаны в лаборатории NASA JPL (Jet Propulsion Laboratory) для малых и сверхмалых искусственных спутников Земли (кубсатов) и уже несколько лет развиваются в составе открытой платформы F Prime (F´), распространяемой под лицензией Apache 2.0.
F Prime предоставляет средства для быстрой разработки систем управления полётом и сопутствующих встраиваемых приложений. Полётное ПО разделено на отдельные компоненты с хорошо определёнными программными интерфейсами. Помимо специализированных компонентов предлагается С++ фреймворк с реализацией таких возможностей, как обработка очередей сообщений и организация многопоточности, а также инструменты для моделирования, позволяющие связывать компоненты и автоматически генерировать код.
Дополнение: Рассказывая о дополнительном оборудовании марсохода Perseverance, находящегося сейчас на Марсе, на очередной пресс-конференции сотрудник NASA упомянул, что помимо коммерческих камер, марсоход оснащён и коммерческим компьютером с процессором Intel, на котором работает ОС Linux, а в качестве кодировщика видео используется FFmpeg.
Источник: https://www.opennet.ru/opennews/art.shtml?num=54623
(opennet.ru, основная лента)
