RCM2300在美国宇航局ASA上的应用
RCM2300在美国宇航局ASA上的应用 德克萨斯州的休斯顿业余航天组织有这样一个任务:在太空活动中安全地挑战业余太空飞行的技术壁垒。打破业余型的火箭飞行高度世界纪录,可以帮助实现这一目标,但ASA需要一罐多液氧,其他相应的东西等等。考虑到有效负载,Nicolaus Radford,ASA的首席电子设备工程师,终于发现了RCM2300处理器核心部件。
“3年半以前,我开始用到Rabbit,主要是作为一种久寻不得的嵌入式处理器来使用。我先到Rabbit半导体站点买了一个,不过以后就不曾回拜了。”从这里,Radford开始描述了ASA最近的火箭事业。“我们发射的火箭约18.5英尺长,直径是9英尺。起飞时重8.5公斤;打破了音障,飞到了约12000英尺的高度.火箭带有视频系统,电力系统,GPS,并能进行完全的动态分析,一切都是实时的.” Radford宣称,“我们必须计算所有飞行参数,包括加速度,引力,压力和方位.
“我们制造了一块定制的数据采集板(具有所有组件)。我们正使用Rabbit和I2C总线,在Rabbit闪存中读取和保存数据。同时,Rabbit也连接了一个终端节点控制器和一个2号串口上的GPS单元。Rabbit能够在I2C总线上完成这些任务,并能读取火箭上所有不同传感器的数据,将其格式化,再发送到中节点控制器(此控制器又将格式化这些数据为无线电信息包并以业余无线电电波频率下发。而GPS则通过遥测频带又发回地面)。”
关于设计,编程以及与RCM2300的通信之易,他说:“通信采用I2C协议。绝对的好!很容易就能控制多个I2C控制器,与之交流并从之取回数据。在火箭头锥体和长长的主干上有很多传感器,通过两根线,而非一捆,就能很好地与这些传感器沟通。我们用Rabbit4个串口中的两个与中断节点控制器相接(其与业余无线电设备相接)。当然,也连接了一个GPS接受器。RCM2300虽小,做的确实如此之多,我相信市场上罕逢敌手。有40个I/0端口,4个串口,存储数据的闪存,你无须强求其他(当然,除了核心部件)。空间的节省对性能而言极为重要。功耗又是这样低(5 V之下仅110 mA)!”
至于工程的软件使用,Dynamic C这一关键部件对Radford之发射至关重要。“没有这样的主体构件,我们不可能成功。使用它极为容易。几乎没有任何难度,它就模拟出多线程环境。Dynamic C分切时间片的方式以及事件控制器的安装方式都令人惊讶。假如你自己做这些事情,你必定深陷代码之泥沼。作为一个程序员,我认为我不可能比它作得更好。且,至今我还没有在其他地方看到类似的东西。”
开发时间之短,容易而且少风险,这些Rabbit的制胜之道正是所有Rabbit用户之称颂。Radford详细谈到:“使得系统完全符合我们之期望,仅用了8个月。若非我们手握此开发工具以及原型板,要是用到其他处理器,我们也许要不停地冥思苦想如何连接处理器,也就不可能那么快就完工。将引脚分散到原形板的各个部位,使得开发极其简单,这真是太好了。若非开发工具所有这些独具匠心之处,我最保守的开发时间也将是如今的两倍长。”
飞行期间,火箭表现非常好。直到最后由于主降落伞的故障,才出让ASA恐慌了一会。“着陆时,数据显示冲力达到61个G!备用降落伞最后成功地保护了整个火箭,Rabbit也经受了如此考验,至今记忆犹新。” Radford不无得意。
ASA将来还有何计划?Radford解释说:“这次发射是太空发射的一次预演。下一步,我们将尝试早些年的40英尺长的液体火箭推动器。它将进入太空,到达400,000英尺之高度并返回。届时,我们将采用更多的Rabbit。” Radford继续道:“我们的下一步目标是真正具备完全的控制能力,而Rabbit将用做一个发动机控制器。多个Rabbit中,其中一个将用作液体发动体之减速以及其数据采集。我们也准备用Rabbit分析能量之使用,当需要保有能量时,打开或者关闭一些东西。”
“对火箭系统,我们已经启动了一项产品更新计划。它是一个用高能量推动的火箭系通信的数据采集系统。火箭通信的一切问题都在于:你能让它有多小?我们的第一件难事是:RCM2300能做多小?这点十分重要,因为我们没有太多空间。我们相信Rabbit能够提供给我们所需的产品,它优于当前用于高能量推动火箭应用中数据采集的所有系统。”
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