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RCM2300在美國宇航局ASA上的應用

RCM2300在美國宇航局ASA上的應用 德克薩斯州的休斯頓業余航天組織有這樣一個任務:在太空活動中安全地挑戰業余太空飛行的技術壁壘。打破業余型的火箭飛行高度世界紀錄,可以幫助實現這一目標,但ASA需要一罐多液氧,其他相應的東西等等。考慮到有效負載,Nicolaus Radford,ASA的首席電子設備工程師,終于發現了RCM2300處理器核心部件。
  

“3年半以前,我開始用到Rabbit,主要是作為一種久尋不得的嵌入式處理器來使用。我先到Rabbit半導體站點買了一個,不過以后就不曾回拜了。”從這里,Radford開始描述了ASA最近的火箭事業。“我們發射的火箭約18.5英尺長,直徑是9英尺。起飛時重8.5公斤;打破了音障,飛到了約12000英尺的高度.火箭帶有視頻系統,電力系統,GPS,并能進行完全的動態分析,一切都是實時的.” Radford宣稱,“我們必須計算所有飛行參數,包括加速度,引力,壓力和方位.

  
“我們制造了一塊定制的數據采集板(具有所有組件)。我們正使用Rabbit和I2C總線,在Rabbit閃存中讀取和保存數據。同時,Rabbit也連接了一個終端節點控制器和一個2號串口上的GPS單元。Rabbit能夠在I2C總線上完成這些任務,并能讀取火箭上所有不同傳感器的數據,將其格式化,再發送到中節點控制器(此控制器又將格式化這些數據為無線電信息包并以業余無線電電波頻率下發。而GPS則通過遙測頻帶又發回地面)。”
關于設計,編程以及與RCM2300的通信之易,他說:“通信采用I2C協議。絕對的好!很容易就能控制多個I2C控制器,與之交流并從之取回數據。在火箭頭錐體和長長的主干上有很多傳感器,通過兩根線,而非一捆,就能很好地與這些傳感器溝通。我們用Rabbit4個串口中的兩個與中斷節點控制器相接(其與業余無線電設備相接)。當然,也連接了一個GPS接受器。RCM2300雖小,做的確實如此之多,我相信市場上罕逢敵手。有40個I/0端口,4個串口,存儲數據的閃存,你無須強求其他(當然,除了核心部件)。空間的節省對性能而言極為重要。功耗又是這樣低(5 V之下僅110 mA)!”
  
  
至于工程的軟件使用,Dynamic C這一關鍵部件對Radford之發射至關重要。“沒有這樣的主體構件,我們不可能成功。使用它極為容易。幾乎沒有任何難度,它就模擬出多線程環境。Dynamic C分切時間片的方式以及事件控制器的安裝方式都令人驚訝。假如你自己做這些事情,你必定深陷代碼之泥沼。作為一個程序員,我認為我不可能比它作得更好。且,至今我還沒有在其他地方看到類似的東西。”

開發時間之短,容易而且少風險,這些Rabbit的制勝之道正是所有Rabbit用戶之稱頌。Radford詳細談到:“使得系統完全符合我們之期望,僅用了8個月。若非我們手握此開發工具以及原型板,要是用到其他處理器,我們也許要不停地冥思苦想如何連接處理器,也就不可能那么快就完工。將引腳分散到原形板的各個部位,使得開發極其簡單,這真是太好了。若非開發工具所有這些獨具匠心之處,我最保守的開發時間也將是如今的兩倍長。”
飛行期間,火箭表現非常好。直到最后由于主降落傘的故障,才出讓ASA恐慌了一會。“著陸時,數據顯示沖力達到61個G!備用降落傘最后成功地保護了整個火箭,Rabbit也經受了如此考驗,至今記憶猶新。” Radford不無得意。
ASA將來還有何計劃?Radford解釋說:“這次發射是太空發射的一次預演。下一步,我們將嘗試早些年的40英尺長的液體火箭推動器。它將進入太空,到達400,000英尺之高度并返回。屆時,我們將采用更多的Rabbit。” Radford繼續道:“我們的下一步目標是真正具備完全的控制能力,而Rabbit將用做一個發動機控制器。多個Rabbit中,其中一個將用作液體發動體之減速以及其數據采集。我們也準備用Rabbit分析能量之使用,當需要保有能量時,打開或者關閉一些東西。”

“對火箭系統,我們已經啟動了一項產品更新計劃。它是一個用高能量推動的火箭系通信的數據采集系統。火箭通信的一切問題都在于:你能讓它有多小?我們的第一件難事是:RCM2300能做多小?這點十分重要,因為我們沒有太多空間。我們相信Rabbit能夠提供給我們所需的產品,它優于當前用于高能量推動火箭應用中數據采集的所有系統。”

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