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Projekt
Controlling Concurrent Change: Projekt C1: Aerospace Elektronik
Antragsteller
Professor Dr.-Ing. Harald Michalik
Fachliche Zuordnung
Rechnerarchitektur, eingebettete und massiv parallele Systeme
Förderung
Förderung von 2015 bis 2019
Projektkennung
Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Projektnummer 206480214
Die Verarbeitung von Nutzlastdaten in Luft- und Raumfahrt gestützten Messplattformen findet heutzutage auf der Basis von relativ einfachen Vorverarbeitungsschritten statt. Die wesentliche Datenauswertung wird am Boden durchgeführt, aus Kostengründen und hauptsächlich aus Gründen mangelnder Leistungsfähigkeit der Rechnerplattform an Bord. Dies wird sich in der Zukunft ändern, da die Komplexität, Auflösung und Datenraten der Messinstrumente stark wächst und der Telemetriekanal zur Bodenstation immer mehr zum Nadelöhr wird. Daher wird in Zukunft der Bedarf an Datenauswertung in der Plattform selbst steigen bis hin zu autonomen Aktionen auf der Basis der Datenauswertung. Damit verbunden ist auch die Notwendigkeit einer starken Konfiguration der Algorithmen selbst, die durch Optimierungen und Weiterentwicklungen während der Dauer einer Mission angepasst werden. Ein zweiter Faktor für die Motivation von Applikationen, die einer kontrollierten Systemveränderung unterliegen sind die typisch in diesem Anwendungsfeld begrenzten Ressourcen (Volumen, Masse, Leistungsaufnahmen), die ggf. eine Mehrfachnutzung der Rechnerplattform in Software und Hardware erzwingen. Gleichzeitig soll dabei die hohe Qualifikation des Rechnersystems und seiner Funktionen, die typischerweise verlangt wird und z.B. durch lange Testkampagnen erlangt wird, nicht gefährdet werden. Das in dem Projekt in einer ersten Phase umgesetzte Demonstrationssystem basiert auf einer in Hardware und in Software skalierbaren Rechnerplattform, in der die einzelnen Module über ein leistungsfähiges Netzwerk gekoppelt sind. Als spezielle rekonfigurierbare Applikation wurde eine Stereokamera mit Algorithmen zur visuellen Lokalisierung zusammen mit den Grundfunktionen des Software Ansatzes des Gesamtprojektes umgesetzt und untersucht. Das Ziel des Teilprojektes ist dabei die Integration von Hardware-Rekonfiguration. Die Stereokamera ist auf einer Robotik Plattform angebracht, um so Echtzeit Randbedingungen zu demonstrieren. Für die Folgephase des Teilprojektes wird gemäß der Zielsetzung des Gesamtprojektes eine Erweiterung auf verteilte Rechnerplattformen durchgeführt. Dies beinhaltet speziell für das Teilprojekt die Erweiterung auf ein heterogenes verteiltes Rechnersystem in dem Robotik-Demonstrator sowie die Hinzunahme weiterer kooperierender Robotik Plattformen. Dies bildet die Anforderungen künftiger Explorationsszenarien in der Raumfahrtrobotik ab. Die Ansätze des Controlled Change, die innerhalb der gesamten Forschergruppe erarbeitet werden, sollen auf diese verteilte Plattform transferiert und anhand des genannten Szenarios mit ihren typischen Anforderungen verifiziert werden. Kriterien dafür sind benötigte Ressourcen aber auch Optimierung von Systemsicherheit und Zuverlässigkeit sowie eine hohe Verfügbarkeit. Hier spielt für die Raumfahrtanwendung die in diesem Teilprojekt etablierte Hardware-Rekonfigurierbarkeit eine wesentliche Rolle.
DFG-Verfahren
Forschungsgruppen
