نمایندگان آژانس فضایی ناسا در مصاحبه ای با Spectrum IEEE جزئیاتی را در مورد اجزای داخلی هلیکوپتر شناسایی خودگردان Ingenuity فاش کردند که دیروز به عنوان بخشی از ماموریت مریخ 2020 با موفقیت بر روی مریخ فرود آمد. از ویژگی های خاص این پروژه استفاده از یک برد کنترلی بر اساس Snapdragon 801 SoC کوالکام بود که در تولید گوشی های هوشمند استفاده می شود. نرم افزار Ingenuity بر اساس هسته لینوکس و نرم افزار پرواز منبع باز است. خاطرنشان می شود که این اولین استفاده از لینوکس در دستگاه های ارسال شده به مریخ است. علاوه بر این، استفاده از نرم‌افزار متن‌باز و قطعات سخت‌افزاری در دسترس، این امکان را برای علاقه‌مندان علاقه‌مند می‌سازد که پهپادهای مشابه را به تنهایی مونتاژ کنند.
این تصمیم به این دلیل است که کنترل یک پهپاد پرنده به قدرت محاسباتی قابل توجهی بیشتری نسبت به کنترل مریخ نورد نیاز دارد که مجهز به تراشه های تولید شده ویژه با محافظت در برابر تشعشعات اضافی است. به عنوان مثال، حفظ پرواز نیازمند یک حلقه کنترل است که با سرعت 500 سیکل در ثانیه و تجزیه و تحلیل تصویر با سرعت 30 فریم در ثانیه اجرا می شود.
Snapdragon 801 SoC (چهار هسته ای، 2.26 گیگاهرتز، 2 گیگابایت رم، 32 گیگابایت فلش) محیط اصلی سیستم مبتنی بر لینوکس را تامین می کند که مسئول عملیات سطح بالایی مانند ناوبری بصری بر اساس تجزیه و تحلیل تصویر دوربین، مدیریت داده ها، پردازش است. دستورات، تولید تله متری و حفظ یک کانال ارتباطی بی سیم.
پردازنده با استفاده از یک رابط UART به دو میکروکنترلر (MCU Texas Instruments TMS570LC43x، ARM Cortex-R5F، 300 مگاهرتز، 512 کیلوبایت رم، 4 مگابایت فلش، UART، SPI، GPIO) متصل می شود که عملکردهای کنترل پرواز را انجام می دهند. دو میکروکنترلر برای افزونگی در صورت خرابی استفاده می شود و اطلاعات یکسان را از سنسورها دریافت می کند. فقط یک میکروکنترلر فعال است و دومی به عنوان یدکی استفاده می شود و در صورت خرابی قادر به کنترل می باشد. MicroSemi ProASIC3L FPGA وظیفه انتقال داده ها از سنسورها به میکروکنترلرها و تعامل با محرک های کنترل کننده تیغه ها را بر عهده دارد که در صورت خرابی به میکروکنترلر یدکی نیز سوئیچ می کند.
در میان تجهیزات، این پهپاد از ارتفاع سنج لیزری شرکت SparkFun Electronics استفاده می کند، شرکتی که سخت افزار منبع باز تولید می کند و یکی از سازندگان تعریف سخت افزار منبع باز (OSHW) است. سایر اجزای معمولی شامل تثبیت کننده گیمبال (IMU) و دوربین های ویدئویی مورد استفاده در گوشی های هوشمند است. یک دوربین VGA برای ردیابی مکان، جهت و سرعت از طریق مقایسه فریم به فریم استفاده می شود. دوربین 13 مگاپیکسلی رنگی دوم برای گرفتن عکس از منطقه استفاده می شود.
اجزای نرم افزار کنترل پرواز در ناسا JPL (آزمایشگاه پیشرانش جت) برای ماهواره های زمین مصنوعی کوچک و فوق العاده کوچک (مکعب) توسعه داده شده اند و برای چندین سال به عنوان بخشی از پلت فرم باز F Prime (F´) توسعه یافته اند که تحت مجوز آپاچی 2.0.
F Prime ابزارهایی را برای توسعه سریع سیستم های کنترل پرواز و برنامه های کاربردی تعبیه شده مرتبط ارائه می دهد. نرم افزار پرواز به اجزای جداگانه با رابط های برنامه نویسی کاملاً تعریف شده تقسیم می شود. علاوه بر مؤلفه‌های تخصصی، یک چارچوب ++C با اجرای ویژگی‌هایی مانند صف‌بندی پیام و چند رشته‌ای و همچنین ابزارهای مدل‌سازی ارائه می‌شود که به شما امکان می‌دهد اجزا را به هم متصل کنید و به طور خودکار کد تولید کنید.
منبع: opennet.ru