Generierung von raumfahrtkompatiblem HDL-Code für einen UHF-Satellitenkommunikationsprozessor bei Thales Alenia Space
Verifizierte Modelle zur Wiederverwendung für zukünftige Projekte
„Wir haben Simulink® bereits bei anderen Projekten eingesetzt und konnten daher viele Modelle aus dem UHF-Projekt wiederverwenden. Es ist ein Kinderspiel, eine Bibliothek mit konfigurierbaren, raumfahrtkompatiblen Modellen zu erstellen und sie wiederzuverwenden.“
Wichtigste Ergebnisse
- Durch Model-Based Design konnte die Markteinführungszeit verkürzt werden, sodass standardkonforme Produkte im Vergleich zu handgeschriebenem Code in etwa der Hälfte der Zeit geliefert werden konnten.
- Mithilfe von Model-Based Design wurde zudem die Anzahl der erforderlichen Iterationsschritte zwischen Algorithmus- und FPGA-Entwicklern reduziert und erleichtert, wodurch der Workflow und der Validierungsaufwand insgesamt deutlich vereinfacht wurden.
- Die Zielunabhängigkeit der geprüften Modelle ermöglichte die Wiederverwendung auf verschiedenen Plattformen, wodurch die erneute Erstellung von Code vermieden und Zeit für die Überprüfung von Standards eingespart werden konnte.
Der UHF-Prozessor in dem Gehäuse, in dem er ins All geflogen werden wird.
Die Notwendigkeit, die Produktauslieferung zu beschleunigen, hat das manuelle Schreiben von Code für strahlungstolerante, komplexe FPGAs für Raumfahrtanwendungen zunehmend unpraktisch gemacht. Bei der Entwicklung eines UHF-Kommunikationsprozessors setzte Thales Alenia Space – ein Unternehmen mit 40 Jahren Erfahrung im Bereich der Raumfahrtausrüstung – auf Model-Based Design mit Codegenerierung, um diese Herausforderung zu meistern.
Das Team richtete zunächst das Model-Based Design an den internen Prozessen zur Einhaltung von Raumfahrtstandards aus und schuf so eine Reihe von Verfahren zur Entwicklung raumfahrtkonformer Anwendungen. Die Ingenieure für Algorithmen und FPGAs haben gemeinsam Modellierungsstandards festgelegt, die die Modellqualität widerspiegeln und den Codegenerierungsprozess beeinflussen, und mit Simulink Check™ verschiedene Überprüfungen für diese Standards eingerichtet. Diese konnten dann von den Algorithmenexperten automatisch ausgeführt werden, während sich die FPGA-Ingenieure auf den weiteren Aufbau des Systems konzentrieren konnten. Der generierte Code ist leicht lesbar und wird immer auf dieselbe Weise erzeugt. Darüber hinaus können jeder Teil des Codes und die entsprechenden Elemente im Modell bidirektional zueinander zurückverfolgt werden.
Das Team von Thales Alenia testete das Modell dann auf der Testbench eines Kunden, wo der FPGA die gestellten Erwartungen erfüllte. Der Ansatz erleichterte die Verifikation der Standardkonformität, da die Berichte von HDL Coder™ und Simulink Check als Nachweis dienen. Zudem reduzierte der Workflow die Anzahl der Iterationen zwischen FPGA- und Algorithmus-Entwicklern.
Mithilfe von Model-Based Design konnte Thales Alenia Space die Entwicklungszeiten im Vergleich zu handgeschriebenem Code um 50% reduzieren. Zusätzlich sind die verifizierten Modelle zielunabhängig, sodass das Team sie seither für verschiedene Projekte wiederverwenden kann.
Eingesetzte Produkte
