Бортовой компьютер обеспечивает выполнение задач миссии в соответствии с заданным алгоритмом соответствующего ПО.
Работа с внешними модулями:
- опрос данных с внешних модулей радиолинии, энергоснабжения и др.;
- анализ полученных данных, определение аварийных состояний модулей;
- управление другими подсистемами и узлами (модулями, электромагнитами, механизмами развёртывания и т.д.) в соответствии с анализом полученных данных и циклограммой работы НС.
Работа с датчиками, подключёнными к центральному модулю:
- получение значений с датчиков: магнитометра, ДКС, термодатчиков и др.;
- перерасчет полученных значений с учетом влияния температуры;
- периодическая калибровка датчиков.
Работа с модулем GPS-ГЛОНАСС:
- периодическое включение модуля GPS-ГЛОНАСС, определение координат спутника;
- коррекция бортового времени спутника по сигналам GPS-ГЛОНАСС.
Структурная схема наноспутника
Система стабилизации и ориентации
Структурно-функциональная схема навигации и ориентации спутника
Модуль центрального процесора
Центральный процессор (CPU) |
Cortex – M4 |
Габариты |
96 x 92 x 16 mm (PC104) |
Диапазон температур |
рабочий диапазон температур -40º +85º С |
Энергопотребление |
~ 0,3 Вт |
Внешние подключения |
3 Датчика положения Солнца, 3 электромагнита ориентации, 2 x RS-485 |
Модуль содержит специализированное ПО, в состав которого входят алгоритмы управления и ориентации, которые используют датчики угловых скоростей, магнитометры, датчики Солнца, приемник GPS/ГЛОНАСС и катушки электромагнитов.
Модуль выполняет следующие задачи
- Определение орбиты методом Гаусса по двум точкам.
- Уточнение орбиты, работа с подсистемой навигации выполняется по встроенной циклограмме.
- точность ориентации по тангажу и крену 5°, а по рысканью не хуже 10°;
- время гашения начальной угловой скорости, полученной НС после отдаления от РН и начальной ориентации НС в орбитальной системе координат не более 420 мин;
В ЦП применяется высоко производительный и экономичный микроконтроллер STM32F415(417) с архитектурой Cortex-M4.
Серия STM32F405/415 позволяет решать широкий круг задач и имеет высокий уровень интеграции, производительности, встроенной памяти и широкий набор периферии в корпусе не более 4 x 4.2 мм.
STM32F405/415 ядро Cortex™-M4 (с сопроцессором для операций с плавающей точкой) обеспечивае полную производительность с частотой до 168 МГц до 210 CoreMark DMIPS/566 с 0 состояниями ожидания, используя Акселератор ART ST. Инструкции DSP и сопроцессор для операций с плавающей точкой увеличивают диапазон адресуемых приложений.
Микроконтроллер поддерживает высокую эффективность электропитания - технология ST на 90 nm, акселератор ART и динамическое масштабирование питания обеспечивают текущее потребление в активном режиме не более 238 µA/MHz.
Модуль содержит большой набор высокопроизводительных и инновационных периферийных устройств
- 2x USB OTG (один с поддержкой HS)
- Аудио: выделенный аудио PLL и 2 полнодуплексных I²S
- До 15 коммуникационных интерфейсов (включая 6x USARTs, работающий в 10.5 Мбит/с, 3x SPI, работающий в 42 Мбит/с, 3x I²C, 2x CAN, SDIO)
- Аналоговые: два 12-разрядных DAC, три 12-разрядных ADC, достигающие 2.4 MSP или 7.2 MSP в режиме чередования
- До 17 таймеров: 16-и 32-разрядное выполнение до 168 МГц
- Легко расширяемый диапазон памяти, гибкий контроллер статического ЗУ, поддерживающий компактные Flash, SRAM, PSRAM, NOR и NAND виды памяти
- Аналоговый истинный генератор случайных чисел
- STM32F415 также интегрирует crypto/hash процессор, обеспечивающий аппаратное ускорение для AES 128, 192, 256, Тройной DES, и hash (MD5, SHA1)
- STM32F405/415 обеспечивают от 512 килобайтов (на пакете WLCSP90 только) до 1 мегабайта Flash, 192 килобайта SRAM, в корпусах от 64 до 144 контактов и не более 4 x 4.2 мм.