RTOS

Operačný systém je riadiaci program počítača. Tradičné operačné systémy ako Windows alebo Linux vykonajú úlohu až vtedy, keď na ňu príde rad. To ale nie je vhodné pre kritické systémy integrované v satelitoch určených pre vesmír, kde neexistuje možnosť opravy. V tomto prípade je lepšie použiť operačný system reálneho času (RTOS), ktorý dokáže prioritne vykonať kritickú úlohu veľmi rýchlo. Kvôli plánovaným úloham našej družice a nevhodným vlastnostiam voľne dostupných RTOS systémov pre kritické vesmírne aplikácie, sme sa rozhodli pre vlastný operačný systém reálneho času [1,2,3], ktorý naprogramoval Slavomír Petrík v jazyku C a ktorý spĺňa štandardy MISRA-C [4]. Medzi plánované úlohy skCUBE na orbite patrí vysielanie základnej telemetrie, komunikácia, kontrola podsystémov (palubný počítač, napájanie, experimenty, kamera), realizácia palubných experimentov a vysielanie nazbieraných dát [1].

Prvý slovenský satelit skCUBE je 1U cubesat [4] ovládaný vlastným operačným systémom reálneho času, ktorý je šitý na mieru nanosatelitom. Riadi procesy v celom satelite, kontroluje prenos a zber dát, vykonáva výpočty pre orientačný a stabilizačný systém.

Operačný systém beží na palubnom počítači (OBC), ktorý je vybavený mikrokontrolérom (MCU) z rady procesorov MSP430, pretože vydrží  bez väčších problémov dávky radiácie 40 Krad [2,5]. Je to redundantný (zdvojený) systém (Obr.1,2) optimalizovaný pre malú spotrebu. Na napájanie je vždy pripojený iba jeden MCU, ktorého činnost monitoruje externý radiačne odolný watchdog (cold-swap system).

 

Tento operačný systém má implementované mechanizmy na detekciu a opravu prepnutia logickej hodnoty bitu v pamäti vplyvom radiácie (soft errors).

Referencie

[1] Slavomír Petrík, 2015, INTERNAL skcube_cdhs documentation

[2] Juraj Slačka, 2015, Autoreferát k dizertačnej práci, RIADIACI POČÍTAČ SLOVENSKEJ DRUŽICE TYPU CUBESAT http://www.fei.stuba.sk/docs//2015/autoreferaty/Slacka_autoref.pdf

[3] Slačka et al, Safety Critical RTOS for Space Satellites JOURNAL: 2015 International Conference on Process Control (PC)  SOURCE: http://ieeexplore.ieee.org/xpls/abs_all.jsp?arnumber=7169971&tag=1

[4] Motor Industry Software Reliability Association (MISRA), MISRAC: 2004,Guidelines for the use of the C language in critical systems.,October, 2004.

[5] Tanya Vladimirova, Christopher P. Bridges, George Prassinos, Xiaofeng Wu, Kawsu Sidibeh, David J. Barnhart, Abdul-Halim Jallad, Jean R. Paul, Vaios Lappas, Adam Baker, Kevin Maynard and Rodger Magness, Characterising Wireless Sensor Motes for Space Applications; Surrey Satellite Technology Limited (SSTL).

[6] www.cubesat.org