Un núcleo SpaceFibre de múltiples carriles eficiente para redes de manejo de datos de naves espaciales
Autores: Zheng, Jingya; An, Junshe; Jiang, Yuanyuan
Idioma: Inglés
Editor: MDPI
Año: 2022
Acceso abierto
Artículo científico
2022
Un núcleo SpaceFibre de múltiples carriles eficiente para redes de manejo de datos de naves espaciales
Categoría
Ingeniería y Tecnología
Subcategoría
Ingeniería Eléctrica y Electrónica
Palabras clave
SpaceFibre
Alta velocidad
Fiable
Tolerante a fallos
Comunicación de datos
Nave espacial
Licencia
CC BY-SA – Atribución – Compartir Igual
Consultas: 23
Citaciones: Sin citaciones
Como una de las tecnologías clave en las redes de manejo de datos de las naves espaciales que montan cargas útiles de alta resolución, el estándar nativo multi-lane SpaceFibre está diseñado para cumplir con las demandas de las interconexiones de alta velocidad y confiables entre las cargas útiles de los satélites. Algunos estudios se centran en las implementaciones de un núcleo multi-lane SpaceFibre. Aunque muestran un buen rendimiento, todavía existen, más o menos, varias limitaciones. Detallamos un núcleo eficiente multi-lane SpaceFibre (E-ML-SpFi) para comunicación de datos de alta velocidad y tolerante a fallos. El núcleo E-ML-SpFi aprovecha un método jerárquico para desacoplar la lógica de control compleja del mecanismo de retransmisión. El núcleo emplea un bloque de reordenamiento de palabras modificado para mapear un conjunto extendido de palabras en un número variable en tiempo real de carriles de envío de datos. Mientras tanto, el núcleo introduce la arquitectura de un subsistema de alineación rápida para acelerar el proceso de alineación. Una implementación de hardware en el FPGA XC7Z100 muestra que el núcleo E-ML-SpFi tiene una funcionalidad completa estipulada por el estándar y requiere recursos limitados, con 6290 (2.26%) LUTs y 8252 (1.49%) FFs. La frecuencia de operación máxima del núcleo es de 200 MHz. Además, el tiempo de recuperación se reduce hasta un 30.9% en comparación con trabajos anteriores. Por lo tanto, el núcleo proporciona una solución válida para futuras redes de interconexión a bordo de naves espaciales.
Descripción
Como una de las tecnologías clave en las redes de manejo de datos de las naves espaciales que montan cargas útiles de alta resolución, el estándar nativo multi-lane SpaceFibre está diseñado para cumplir con las demandas de las interconexiones de alta velocidad y confiables entre las cargas útiles de los satélites. Algunos estudios se centran en las implementaciones de un núcleo multi-lane SpaceFibre. Aunque muestran un buen rendimiento, todavía existen, más o menos, varias limitaciones. Detallamos un núcleo eficiente multi-lane SpaceFibre (E-ML-SpFi) para comunicación de datos de alta velocidad y tolerante a fallos. El núcleo E-ML-SpFi aprovecha un método jerárquico para desacoplar la lógica de control compleja del mecanismo de retransmisión. El núcleo emplea un bloque de reordenamiento de palabras modificado para mapear un conjunto extendido de palabras en un número variable en tiempo real de carriles de envío de datos. Mientras tanto, el núcleo introduce la arquitectura de un subsistema de alineación rápida para acelerar el proceso de alineación. Una implementación de hardware en el FPGA XC7Z100 muestra que el núcleo E-ML-SpFi tiene una funcionalidad completa estipulada por el estándar y requiere recursos limitados, con 6290 (2.26%) LUTs y 8252 (1.49%) FFs. La frecuencia de operación máxima del núcleo es de 200 MHz. Además, el tiempo de recuperación se reduce hasta un 30.9% en comparación con trabajos anteriores. Por lo tanto, el núcleo proporciona una solución válida para futuras redes de interconexión a bordo de naves espaciales.