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2012年8月18日 星期六

Curiosity 好奇號火星探測車 - 電腦系統

Curiosity 好奇號火星探測車 - 電腦系統:

Curiosity(好奇號)上的電腦並非是現今最先進最高級的電腦,但相信一定是台非常可靠和穩定的電腦,筆者也有設計硬件及編寫小程式,設計的東西很多時候是時間久了問題便出現,因為太多你不了解的情況和其他因素會出現,導致電腦硬件或程式出現問題,好像筆者的手提電腦,當電腦運行過多的程式,基本上都要重置電腦,可見微軟每年為操作系統提供不少的補丁更新 (Patch Update),所以很困難做出百分之一百可靠和穩定性的程式。


Curiosity(好奇號)配備兩台相同的電腦,被稱為 Rover Compute ElementRCE, 估計是 RAD750 3U CompactPCI SBCs 單板機),其中一台電腦是用作後備之用,電腦的處理器使用 RAD750,是 RAD6000 (35 MIPS) 的後繼產品,時脈大約是 200MHzRAD750 CPU 能力高達 400 MIPSMillions of Instructions Per Second),還包含防輻射及防停電的記憶體(radiation-hardened memory),每台電腦包括 256kB EEPROM256MB DRAM2GB Flash 記憶體。

BAE RAD750 3U SBC(單板機)

  
Curiosity(好奇號)的 RCE 電腦 RAD750 內核 (Core) IBM PowerPC 750 是同等級 RISC 處理器,而 PowerPC 750 處理器早在 1977年發表, PowerBook G3Power Macintosh G3Apple iMac G3Airport Extreme 無線基地台、Honda Asimo 機器人、BMW iDrive 汽車系統都是使用PowerPC 750 處理器,但好奇號上的 RAD750 處理器是由英國 BAE System 公司在 2001年發表,特別製造作為航天科技所用,是一枚防輻射加固 (Radiation-Hardened) 的處理器,可抵禦 1000戈瑞 (Gray, Gy) 的輻射水平,可承受攝氏 -55度到 +125度的氣溫變化,採用 0.15um 製程 CMOS 技術360 CGA (Ceramic Package with Column Grid Array) 封裝,2005年首先使用在克卜勒太空望遠鏡 (Kepler Telescope) 上。

BAE RAD750 IBM PowerPC 750 CPU

克卜勒太空望遠鏡 (Kepler Telescope)
Curiosity(好奇號)的軟體是採用 VxWorks 嵌入式系統,VxWorks 是在 1985正式發表,這套系統是由美國溫瑞爾 (Wind River Systems) 基於Unix開發出來,200964被英特爾併購,成為英特爾旗下的子公司,VxWorks 是嵌入式實時操作系統 (RTOS real-time operating systems),支持幾乎所有現代市場上的嵌入式 CPU,包括x86系列、MIPSPowerPCFreescale ColdFireIntel i960SPARCSH-4ARMStrongARM 以及 xScale CPU,而內核 (Kernel) 是包括多任務 (Multitasking) 搶占式調度 (Preemptive Scheduler)、快速中斷 (Interrupts) 響應、容許在進程之間可以互相通信,由於操作系統的可靠性和安全性很高,目前這個操作系統是廣泛應用在軍用及航天領域上,例如 BMW iDrive 系統、阿帕奇戰鬥直升機 (Apache Longbow Helicopter)、本田 (Honda) 公司的 ASIMOF-18 的雷達系統、B-2 隱形轟炸機和愛國者飛彈等等。

VxWorks RTOS 嵌入式實時操作系統

VxWorks RTOS
Curiosity(好奇號)經過了驚險七分鐘(Seven Minutes of Horror)安全著陸後,Curiosity(好奇號)需要進行軟體更新,由於Curiosity(好奇號) 硬件配置的限制!記憶體只有 256kB EEPROM256MB DRAM2GB Flash,也沒有筆者的 500GB 移動硬盤,應該需要將著陸的程式移除,釋放出更多記憶體容量,反正 Curiosity(好奇號) 都不需要再一次驚險七分鐘著陸!這次腦袋移植 Brain Transplant)為期 4 天,這次長距離 OTA (Over-the-air) 腦袋移植行動已經在2012813(自2012810日起)完成,完成後Curiosity(好奇號)便可以開始在火星上做科學實驗。

Curiosity(好奇號)的第一個實驗目標
相關網頁:
Curiosity 好奇號火星探測車 - 介紹
Curiosity 好奇號火星探測車 - 規格
Curiosity 好奇號火星探測車 - 著陸     

2012 8 18 天氣報告
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