NASA 的 DLC：支持实时航天器着陆的尖端数据路径架构
德克萨斯州休斯顿约翰逊航天中心
具有数据路径架构的下降和着陆计算机 (DLC) 计算平台的示意图。 （图片来源：美国宇航局）NASA 约翰逊航天中心的创新者开发了一种高性能计算平台，称为下降和着陆计算机 (DLC)，并成功进行了飞行测试，以满足机器人和人类探索任务的安全、自主、外星航天器着陆的需求。
该平台的独特之处在于数据路径架构，可将微处理器与输入和输出中断隔离，从而减轻微处理器的负担，从而避免延迟并最大限度地提高飞行软件的计算速度。为了安全着陆，DLC 必须实时处理着陆特定的传感器数据，并将这些信息转发给航天器的主飞行计算机，以避免陨石坑和巨石等环境危害。所提出的数据路径架构允许 DLC 的高速计算处理来提供此功能。
DLC 平台由三个关键组件组成：NASA 设计的现场可编程门阵列 (FPGA) 板、NASA 设计的片上多处理器 (MPSoC) 板以及将板连接到可用输入和输出以实现高带宽数据收集和处理的专有数据路径。
惯性测量单元 (IMU)、摄像头、导航多普勒 LiDAR (NDL) 和危险检测 LiDAR (HDL) 导航传感器（如上图所示）连接到 DLC 的 FPGA 板。该板上的数据路径由每个传感器的高速串行接口组成，该接口接受传感器数据作为输入并将输出转换为 AXI 流格式。传感器流被复用为 AXI 流，然后格式化以输入到 XAUI 高速串行接口。
该接口将数据发送到 MPSoC 板，在那里数据从 XAUI 格式转换回组合 AXI 流，并多路分解回单个传感器 AXI 流。然后，这些 AXI 流被输入到相应的 DMA 接口，为 MPSoC 板上的 DDRAM 提供接口。该架构通过保留 MPSoC 的全部功能来实现实时高带宽数据收集和处理。
这项技术对于安全进入太阳系其他表面区域至关重要，在这些区域，航天器的任务无法以目前的着陆能力成功。这种传感器数据路径架构可能在航空航天和国防、交通运输（例如自动驾驶）、医疗、研究和自动化/控制市场中具有其他潜在应用，在这些市场中，它可以作为高性能计算平台和/或关键嵌入式系统的关键组件，用于实时集成、处理和分析大量数据。
美国宇航局正在积极寻找授权商将该技术商业化。请联系 NASA 的许可礼宾部：此电子邮件地址已受到垃圾邮件机器人保护。您需要启用 JavaScript 才能查看它。或致电 202-358-7432 发起许可讨论。如需了解更多信息，请访问此处。
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