KR102379448B1 - Apparatus for handling single event effects in satellite data processing system and method using the same - Google Patents

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Abstract

위성 데이터 처리 시스템에서 싱글 이벤트 이펙트를 처리하기 위한 장치 및 방법이 개시된다. 본 발명의 일실시예에 따른 싱글 이벤트 이펙트를 처리하기 위한 장치는, 우주 환경에서 데이터를 생성하는 COTS 회로부; 상기 데이터를 저장하는 데이터 버퍼; 상기 데이터를 이용하여 데이터 처리를 수행하여 제1 데이터 처리 결과를 생성하는 제1 데이터 처리부; 상기 데이터를 이용하여 상기 데이터 처리를 수행하여 제2 데이터 처리 결과를 생성하는 제2 데이터 처리부; 상기 제1 데이터 처리 결과 및 상기 제2 데이터 처리 결과를 이용하여 비교 결과를 생성하는 비교부; 및 상기 비교 결과에 기반하여 지상 송신 신호가 생성되도록 하는 제어부를 포함한다.An apparatus and method for processing single event effects in a satellite data processing system are disclosed. An apparatus for processing a single event effect according to an embodiment of the present invention includes: a COTS circuit unit for generating data in a space environment; a data buffer for storing the data; a first data processing unit configured to perform data processing using the data to generate a first data processing result; a second data processing unit configured to generate a second data processing result by performing the data processing using the data; a comparison unit generating a comparison result by using the first data processing result and the second data processing result; and a control unit configured to generate a terrestrial transmission signal based on the comparison result.

Figure R1020200115196
Figure R1020200115196

Description

위성 데이터 처리 시스템에서 싱글 이벤트 이펙트를 처리하기 위한 장치 및 이를 이용한 방법 {APPARATUS FOR HANDLING SINGLE EVENT EFFECTS IN SATELLITE DATA PROCESSING SYSTEM AND METHOD USING THE SAME}Apparatus for processing single event effects in a satellite data processing system and a method using the same

본 발명은 위성 데이터 처리 시스템에서 싱글 이벤트 업셋(Single Event Upset; SEU)이나 싱글 이벤트 펑셔널 인터럽트(Single Event Functional Interrupt; SEFI) 등과 같은 싱글 이벤트 이펙트(Single Event Effect; SEE)를 처리(방지)하기 위한 기술에 관한 것으로, 특히 초소형 위성 등과 같이 일반 커머셜 부품을 사용하는 경우에 적용가능한 싱글 이벤트 이펙트 처리 기술에 관한 것이다.The present invention processes (prevents) a single event effect (SEE) such as a single event upset (SEU) or a single event functional interrupt (SEFI) in a satellite data processing system It relates to a technology for a single event effect processing technology applicable to the case of using a general commercial component such as a micro-satellite, in particular.

우주 방사능 환경은 위성의 전자 시스템에 심각한 영향을 끼칠 수 있는데, 특히 태양 폭발이 이루어지면 강력한 전자기파와 고 에너지 입자들인 양성자와 알파 입자, 중이온 입자들이 엄청난 양으로 방출된다. 이 때, 방출되는 에너지는 수백 MeV에 이를 만큼 강력하기 때문에, 이러한 고 에너지 입자들이 위성에 접촉하게 되면 입자들이 위성을 투과하면서 위성에 탑재된 다양한 전자 장비 등에 교란과 오류를 발생시킨다. 이러한 현상을 싱글 이벤트 이펙트(Single Event Effect; SEE)라 한다.The cosmic radiation environment can seriously affect a satellite's electronic system, especially when a solar explosion occurs, which releases powerful electromagnetic waves and high-energy particles such as protons, alpha particles and heavy ions. At this time, since the emitted energy is strong enough to reach several hundred MeV, when these high-energy particles come into contact with the satellite, the particles penetrate the satellite and cause disturbances and errors in various electronic equipment mounted on the satellite. This phenomenon is called a single event effect (SEE).

우주환경에서 위성 탑재체(payload)는 방사선(radiation)의 영향을 받게 되고, 따라서 전자부품에 싱글 이벤트 이펙트의 일종인 싱글 이벤트 업셋(Single Event Upset; SEU)이나 싱글 이벤트 펑셔널 인터럽트(Single Event Functional Interrupt; SEFI)가 발생할 수 있다. 이 때, 싱글 이벤트 업셋은 메모리 엘리먼트에 저장된 정보에 발생하는 오류일 수 있고, 메모리나 논리회로의 래치(latch)에서 발생하는 것일 수 있다. 이 때, 싱글 이벤트 펑셔널 인터럽트는 정상적인 동작(normal operation)을 방해하는 데이터 패스에 발생하는 오류일 수 있고, 빌트인 스테이트 머신이나 컨트롤 섹션을 가진 복잡한 장치에서 발생하는 것일 수 있다.In the space environment, the satellite payload is affected by radiation, so Single Event Upset (SEU) or Single Event Functional Interrupt (SEU), which is a kind of single event effect on electronic components. ; SEFI) may occur. In this case, the single event upset may be an error occurring in information stored in a memory element, or may occur in a latch of a memory or a logic circuit. In this case, the single event functional interrupt may be an error occurring in a data path that prevents a normal operation, or may occur in a complex device having a built-in state machine or a control section.

싱글 이벤트 업셋 및 싱글 이벤트 펑셔널 인터럽트는 탑재체가 우주에서 데이터를 수집, 처리 및 저장하는 과정 중에서 데이터에 오류를 야기할 수 있다.Single-event upsets and single-event functional interrupts can cause data errors while payloads collect, process, and store data in space.

기존 고가의 중/대형 위성에서는 싱글 이벤트 업셋이나 싱글 이벤트 펑셔널 인터럽트 등의 싱글 이벤트 이펙트에 대비하기 위해, RH(Radiation-Hardened) 또는 RT(Radiation-Tolerant) 설계가 사용된다.In order to prepare for single event effects such as single event upset or single event functional interrupt in existing expensive mid/large satellites, RH (Radiation-Hardened) or RT (Radiation-Tolerant) design is used.

그러나, 저가의 저궤도(Low Earth Orbit; LEO) 위성은 소형/초소형 위성인 경우가 많고, 경제성을 이유로 RH나 RT 설계된 고가의 부품 대신 일반 상용(Commercial Off The Shelf; COTS) 부품을 사용할 수 밖에 없다. 이 때, 저가의 저궤도 위성은 TMR(Triple Modular Redundancy)이나 EDAC(Error Detection And Correction) 등의 기술을 이용하여 시스템 레벨에서 싱글 이벤트 이펙트에 대응하게 된다.However, low-cost low-earth orbit (LEO) satellites are often small/ultra-small satellites, and for economic reasons, they have no choice but to use commercial off-the-shelf (COTS) parts instead of expensive parts designed for RH or RT. . In this case, a low-cost low-orbit satellite responds to a single event effect at the system level by using a technique such as Triple Modular Redundancy (TMR) or Error Detection And Correction (EDAC).

TMR(Triple Modular Redundancy)는 동일 기능을 수행하는 모듈을 3중으로 구성하고 3개의 결과값을 다수 투표(majority voting)하여 결정함으로써, 싱글 이벤트 업셋이나 싱글 이벤트 펑셔널 인터럽트의 영향을 최소화하는 방법이나, 리소스가 3배나 소요되고, 3중 구조를 설계하고 관리하는 것이 어렵다는 단점이 있다.TMR (Triple Modular Redundancy) is a method that minimizes the effect of single event upset or single event functional interrupt by configuring three modules performing the same function and determining the three result values by majority voting. It takes three times more resources and has disadvantages in that it is difficult to design and manage a triple structure.

EDAC(Error Detection And Correction)은 데이터에 오류정정부호를 추가하여 싱글 이벤트 업셋이나 싱글 이벤트 펑셔널 인터럽트를 통해 발생되는 에러를 검출하고 수정하는 기술이나, 오류정정 부호 검출 범위를 벗어나는 MEU(Multi-bit Event Upset) 등에 대해서는 데이터 복구가 불가능한 단점이 있다.EDAC (Error Detection And Correction) is a technology that detects and corrects errors that occur through single event upset or single event functional interrupt by adding an error correction code to data. Event Upset), etc., have the disadvantage that data recovery is impossible.

따라서, 기존의 TMR이나 EDAC와는 다른 새로운 시스템 레벨의 싱글 이벤트 이펙트 처리(방지) 기술의 필요성이 절실하게 대두된다.Therefore, there is an urgent need for a new system-level single event effect processing (prevention) technology different from the existing TMR or EDAC.

본 발명의 목적은, 일반 상용부품이 사용되는 위성 데이터 처리 시스템 레벨에서, TMR과 같은 지나친 비용이나 복잡도 증가 부담 없이, 싱글 이벤트 이펙트를 효과적으로 처리하는 것이다.It is an object of the present invention to effectively process a single event effect at the satellite data processing system level where general commercial parts are used, without excessive cost or complexity increase burden such as TMR.

또한, 본 발명의 목적은, 오류정정 부호의 범위를 벗어나거나, 부품 내부에서 발생하는 싱글 이벤트 이펙트에 대해서도 효과적으로 대처하는 것이다. In addition, an object of the present invention is to effectively cope with single event effects that are outside the range of error correction codes or that occur inside parts.

또한, 본 발명의 목적은, 싱글 이벤트 이펙트 방지 처리된 고가의 부품을 최소한만 사용하더라도 오류 없이 위상 촬영 이미지 수집 등의 우주환경 데이터 처리가 가능하도록 하는 것이다.In addition, an object of the present invention is to enable processing of space environment data, such as phase imaging image collection, without errors, even when using only a minimum of expensive components that have been treated to prevent single event effects.

또한, 본 발명의 목적은, 최소한의 계산량만으로 우주환경에서 생성된 데이터의 오류 발생 여부를 판단하고, 이를 효율적으로 처리하는 것이다.In addition, an object of the present invention is to determine whether an error occurs in data generated in a space environment with a minimum amount of calculation, and to process it efficiently.

상기한 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 위성 데이터 처리 시스템에서 싱글 이벤트 이펙트를 처리하기 위한 장치는, 위성 데이터 처리 시스템에서 싱글 이벤트 이펙트를 처리하기 위한 장치에 있어서, 우주 환경에서 데이터를 생성하는 COTS 회로부; 상기 데이터를 저장하는 데이터 버퍼; 상기 데이터를 이용하여 데이터 처리를 수행하여 제1 데이터 처리 결과를 생성하는 제1 데이터 처리부; 상기 데이터를 이용하여 상기 데이터 처리를 수행하여 제2 데이터 처리 결과를 생성하는 제2 데이터 처리부; 상기 제1 데이터 처리 결과 및 상기 제2 데이터 처리 결과를 이용하여 비교 결과를 생성하는 비교부; 및 상기 비교 결과에 기반하여 지상 송신 신호가 생성되도록 하는 제어부를 포함한다.In order to achieve the above object, an apparatus for processing a single event effect in a satellite data processing system according to the present invention is an apparatus for processing a single event effect in a satellite data processing system, a COTS for generating data in a space environment circuit part; a data buffer for storing the data; a first data processing unit configured to perform data processing using the data to generate a first data processing result; a second data processing unit configured to generate a second data processing result by performing the data processing using the data; a comparison unit generating a comparison result by using the first data processing result and the second data processing result; and a control unit configured to generate a terrestrial transmission signal based on the comparison result.

이 때, 지상 신호 송신 신호는 상기 비교 결과가 동일한 경우에만 생성되고, 상기 비교 결과가 상이한 경우에는 상기 제1 데이터 처리부 및 상기 제2 데이터 처리부 모두가 상기 데이터 버퍼로부터 상기 데이터를 다시 읽어와서 상기 데이터 처리를 다시 수행할 수 있다.In this case, the terrestrial signal transmission signal is generated only when the comparison result is the same, and when the comparison result is different, both the first data processing unit and the second data processing unit read the data again from the data buffer to obtain the data. Processing can be performed again.

이 때, 데이터 버퍼는 EDAC(Error Detection And Correction)에 의하여 보호될 수 있다.In this case, the data buffer may be protected by EDAC (Error Detection and Correction).

이 때, 비교부는 상기 제1 데이터 처리 결과에 상응하는 제1 CRC(cyclical redundancy check) 값 및 상기 제2 데이터 처리 결과에 상응하는 제2 CRC 값을 생성하고, 상기 제1 CRC 값 및 상기 제2 CRC 값을 비교하여 상기 비교 결과를 생성할 수 있다.In this case, the comparator generates a first cyclical redundancy check (CRC) value corresponding to the first data processing result and a second CRC value corresponding to the second data processing result, and generates the first CRC value and the second The comparison result may be generated by comparing the CRC values.

이 때, 지상 송신 신호는 상기 비교 결과가 동일할 때, 상기 제1 데이터 처리 결과 또는 상기 제2 데이터 처리 결과 중 적어도 하나를 이용하여 생성될 수 있다.In this case, when the comparison result is the same, the terrestrial transmission signal may be generated using at least one of the first data processing result and the second data processing result.

또한, 본 발명의 일실시예에 따른 위성 데이터 처리 시스템에서 싱글 이벤트 이펙트를 처리하기 위한 방법은, 위성 데이터 처리 시스템에서 싱글 이벤트 이펙트를 처리하기 위한 방법에 있어서, 우주 환경에서 COTS 회로부를 이용하여 데이터를 생성하는 단계; 상기 데이터를 데이터 버퍼에 저장하는 단계; 제1 데이터 처리부를 이용한 데이터 처리를 수행하여 상기 데이터로부터 제1 데이터 처리 결과를 생성하는 단계; 제2 데이터 처리부를 이용한 상기 데이터 처리를 수행하여 상기 데이터로부터 제2 데이터 처리 결과를 생성하는 단계; 상기 제1 데이터 처리 결과 및 상기 제2 데이터 처리 결과를 이용하여 비교 결과를 생성하는 단계; 및 상기 비교 결과에 기반하여 생성된 지상 송신 신호를 지상으로 전송하는 단계를 포함한다.In addition, in the method for processing a single event effect in a satellite data processing system according to an embodiment of the present invention, in the method for processing a single event effect in a satellite data processing system, data using a COTS circuit unit in a space environment creating a; storing the data in a data buffer; generating a first data processing result from the data by performing data processing using a first data processing unit; generating a second data processing result from the data by performing the data processing using a second data processing unit; generating a comparison result using the first data processing result and the second data processing result; and transmitting the terrestrial transmission signal generated based on the comparison result to the terrestrial area.

이 때, 지상 송신 신호는 상기 비교 결과가 동일한 경우에만 생성되고, 상기 비교 결과가 상이한 경우에는 상기 제1 데이터 처리부 및 상기 제2 데이터 처리부가 모두 상기 데이터 버퍼로부터 상기 데이터를 다시 읽어와서 상기 데이터 처리를 다시 수행할 수 있다.In this case, the terrestrial transmission signal is generated only when the comparison result is the same, and when the comparison result is different, both the first data processing unit and the second data processing unit read the data again from the data buffer and process the data can be performed again.

이 때, 데이터 버퍼는 EDAC(Error Detection And Correction)에 의하여 보호될 수 있다.In this case, the data buffer may be protected by EDAC (Error Detection and Correction).

이 때, 비교 결과는 상기 제1 데이터 처리 결과에 상응하는 제1 CRC(cyclical redundancy check) 값 및 상기 제2 데이터 처리 결과에 상응하는 제2 CRC 값을 생성하고, 상기 제1 CRC 값 및 상기 제2 CRC 값을 비교하여 생성될 수 있다.In this case, the comparison result generates a first cyclical redundancy check (CRC) value corresponding to the first data processing result and a second CRC value corresponding to the second data processing result, the first CRC value and the second data processing result It can be generated by comparing 2 CRC values.

이 때, 지상 송신 신호는 상기 비교 결과가 동일할 때, 상기 제1 데이터 처리 결과 또는 상기 제2 데이터 처리 결과 중 적어도 하나를 이용하여 생성될 수 있다.In this case, when the comparison result is the same, the terrestrial transmission signal may be generated using at least one of the first data processing result and the second data processing result.

본 발명은, 일반 상용부품이 사용되는 위성 데이터 처리 시스템 레벨에서, TMR과 같은 지나친 비용이나 복잡도 증가 부담 없이, 싱글 이벤트 이펙트를 효과적으로 처리할 수 있다.The present invention can effectively process a single event effect at the satellite data processing system level where general commercial parts are used, without excessive cost or complexity increase burden such as TMR.

또한, 본 발명은, 오류정정 부호의 범위를 벗어나거나, 부품 내부에서 발생하는 싱글 이벤트 이펙트에 대해서도 효과적으로 대처할 수 있다. In addition, the present invention can effectively cope with a single event effect that is outside the range of the error correction code or occurs inside the component.

또한, 본 발명은, 싱글 이벤트 이펙트 방지 처리된 고가의 부품을 최소한만 사용하더라도 오류 없이 위상 촬영 이미지 수집 등의 우주환경 데이터 처리가 가능하다.In addition, according to the present invention, it is possible to process space environment data, such as phase capture image collection, without errors even when using only a minimum of expensive components that have been processed to prevent single event effects.

또한, 본 발명은, 최소한의 계산량만으로 우주환경에서 생성된 데이터의 오류 발생 여부를 판단하고, 이를 효율적으로 처리할 수 있다.In addition, according to the present invention, it is possible to determine whether or not an error occurs in data generated in the space environment with a minimum amount of calculation, and to process it efficiently.

도 1은 본 발명의 일실시예에 따른 위성 데이터 처리 시스템을 나타낸 도면이다.
도 2는 본 발명의 일실시예에 따른 위성 데이터 처리 시스템에서 싱글 이벤트 이펙트를 처리하기 위한 장치를 나타낸 블록도이다.
도 3은 본 발명의 일실시예에 따른 위성 데이터 처리 시스템에서 싱글 이벤트 이펙트를 처리하기 위한 방법을 나타낸 블록도이다.
도 4는 본 발명의 일실시예에 따른 컴퓨터 시스템을 나타낸 도면이다.1 is a diagram illustrating a satellite data processing system according to an embodiment of the present invention.
2 is a block diagram illustrating an apparatus for processing a single event effect in a satellite data processing system according to an embodiment of the present invention.
3 is a block diagram illustrating a method for processing a single event effect in a satellite data processing system according to an embodiment of the present invention.
4 is a diagram illustrating a computer system according to an embodiment of the present invention.

본 발명을 첨부된 도면을 참조하여 상세히 설명하면 다음과 같다. 여기서, 반복되는 설명, 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있는 공지 기능, 및 구성에 대한 상세한 설명은 생략한다. 본 발명의 실시형태는 당 업계에서 평균적인 지식을 가진 자에게 본 발명을 보다 완전하게 설명하기 위해서 제공되는 것이다. 따라서, 도면에서의 요소들의 형상 및 크기 등은 보다 명확한 설명을 위해 과장될 수 있다.The present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings as follows. Here, repeated descriptions, well-known functions that may unnecessarily obscure the gist of the present invention, and detailed descriptions of configurations will be omitted. The embodiments of the present invention are provided in order to more completely explain the present invention to those of ordinary skill in the art. Accordingly, the shapes and sizes of elements in the drawings may be exaggerated for clearer description.

이하, 본 발명에 따른 바람직한 실시예를 첨부된 도면을 참조하여 상세하게 설명한다. Hereinafter, preferred embodiments according to the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.

도 1은 본 발명의 일실시예에 따른 위성 데이터 처리 시스템을 나타낸 도면이다.1 is a diagram illustrating a satellite data processing system according to an embodiment of the present invention.

도 1을 참조하면, 지구 주위의 궤도로 위성(110)이 돌면서 우주 환경에서 데이터를 생성하는 것을 알 수 있다.Referring to FIG. 1 , it can be seen that the satellite 110 rotates in an orbit around the earth to generate data in a space environment.

이 때, 위성(110)은 고가의 중대형 위성이 아닌 저가의 저궤도(Low Earth Orbit; LEO) 소형 위성일 수 있다. 이 때, 저궤도 소형 위성은 고가의 중대형 위성에 비하여 낮은 궤도를 도는 위성으로 상대적으로 적은 방사선에 노출되고, 같은 목적을 가진 위성들 복수개가 지구 주변 저궤도를 돌 수 있다.In this case, the satellite 110 may be a low-cost low-earth orbit (LEO) small satellite rather than an expensive medium-large satellite. In this case, the low orbit small satellite is a low orbit satellite compared to an expensive medium or large satellite, and is exposed to relatively little radiation, and a plurality of satellites having the same purpose may orbit the earth in low orbit.

이 때, 위성(110)은 우주 환경에서 다양한 작업을 수행하면서 데이터를 수집, 처리 및 저장할 수 있는데, 전술한 바와 같이 싱글 이벤트 업셋이나 싱글 이벤트 펑셔널 인터럽트 등의 싱글 이벤트 이펙트에 의하여 데이터 비트의 적어도 일부에 오류가 발생할 수 있다.At this time, the satellite 110 may collect, process, and store data while performing various tasks in the space environment. Some errors may occur.

예를 들어, 위성(110)은 우주 환경에서 사진을 촬영하고, 촬영된 이미지를 적절히 모으고 전송 처리하여 지상으로 송신할 수 있는데, 싱글 이벤트 이펙트에 의하여 이미지 데이터가 손상될 수 있다.For example, the satellite 110 may take a picture in a space environment, collect the captured image appropriately, process it, and transmit it to the ground, but image data may be damaged by a single event effect.

전술한 바와 같이 RH(Radiation-Hardened) 또는 RT(Radiation-Tolerant) 설계가 사용된 부품을 사용하게 되면 위성의 제조단가가 엄청나게 비씨지게 되고, 따라서 저궤도 소형 위성의 경우에는 싱글 이벤트 이펙트에 대응하여 RH 또는 RT 설계를 적용하는 것은 현실적으로 쉽지 않은 경우가 많다.As described above, if a component with a RH (Radiation-Hardened) or RT (Radiation-Tolerant) design is used, the manufacturing cost of the satellite becomes prohibitive. Alternatively, applying RT design is often not easy in reality.

즉, 소형이나 초소형 위성의 경우에는 RH나 RT 설계가 반영되지 않은 일반 상용(Commercial Off The Shelf; COTS) 부품을 사용하는 경우가 많고, 이 경우 COTS 부품에서 발생하는 싱글 이벤트 업셋(SEU)이나 싱글 이벤트 펑셔널 인터럽트(SEFI) 등에 의한 데이터 오류는 부품단위에서 해결하기 어렵다.In other words, in the case of small or ultra-small satellites, commercial off-the-shelf (COTS) parts that do not reflect RH or RT designs are often used, and in this case, single event upset (SEU) or single Data errors caused by Event Functional Interrupt (SEFI), etc. are difficult to solve at the part level.

따라서, 우주환경에서 방사선(radiation)에 의해 발생하는 싱글 이벤트 이펙트로 인한 데이터 오류를 시스템 단위에서 검출하고 수정하는 시스템 단위의 방사선 내성(radiation tolerant) 설계가 필요하다.Therefore, there is a need for a system-level radiation tolerant design that detects and corrects data errors due to a single event effect caused by radiation in the space environment at the system level.

특히, 우주 환경에서 영상을 촬영하고, 이를 지상으로 전송하기 위한 위성의 경우 영상 센서에서 획득된 데이터를 지상으로 전송할 때 실시간으로 데이터를 전송할 필요가 없는 경우가 많다. 즉, 우주 환경에서 촬영된 영상을 지상으로 전송하려다가 활영된 영상에 SEU나 SEFI로 인한 오류가 발생한 경우에는, 영상 데이터를 다시 생성하여 전송해도 충분한 경우가 있고 이러한 경우에 시스템 단위의 방사선 내성 설계가 효과적으로 적용될 수 있다.In particular, in the case of a satellite for capturing an image in a space environment and transmitting it to the ground, there is no need to transmit data in real time when data acquired from an image sensor is transmitted to the ground. In other words, if an error due to SEU or SEFI occurs in the live image while trying to transmit an image taken in the space environment to the ground, it may be sufficient to regenerate and transmit the image data. can be effectively applied.

도 2는 본 발명의 일실시예에 따른 위성 데이터 처리 시스템에서 싱글 이벤트 이펙트를 처리하기 위한 장치를 나타낸 블록도이다.2 is a block diagram illustrating an apparatus for processing a single event effect in a satellite data processing system according to an embodiment of the present invention.

도 2를 참조하면, 본 발명의 일실시예에 따른 위성 데이터 처리 시스템에서 싱글 이벤트 이펙트를 처리하기 위한 장치는, COTS 회로부(210), 데이터 버퍼(220), 제1 데이터 처리부(230), 제2 데이터 처리부(240), 비교부(250) 및 제어부(260)를 포함한다.Referring to FIG. 2 , an apparatus for processing a single event effect in a satellite data processing system according to an embodiment of the present invention includes a COTS circuit unit 210 , a data buffer 220 , a first data processing unit 230 , and a first data processing unit 230 . 2 It includes a data processing unit 240 , a comparison unit 250 , and a control unit 260 .

COTS 회로부(210)는 우주 환경에서 데이터를 생성한다.The COTS circuit 210 generates data in a space environment.

예를 들어, COTS 회로부(210)는 영상 센서일 수 있고, 우주 환경에서 촬영된 영상 데이터를 생성할 수 있다.For example, the COTS circuit unit 210 may be an image sensor and may generate image data captured in a space environment.

COTS 회로부(210)의 데이터 생성은 데이터 수집, 처리 및/또는 저장을 포함하는 개념일 수 있다.Data generation of the COTS circuitry 210 may be a concept including data collection, processing and/or storage.

예를 들어, COTS 회로부(210)가 영상 센서인 경우, 데이터 생성은 영상의 촬영, 촬영된 영상에 대한 처리 및 처리된 영상의 저장을 포함할 수 있다.For example, when the COTS circuit unit 210 is an image sensor, data generation may include capturing an image, processing the captured image, and storing the processed image.

COTS 회로부(210)는 모든 부품이 COTS(Commercial Off The Shelf) 부품으로 이루어질 수 있다. 즉, 초소형 위성 등에서 제품 단가를 낮추기 위해 COTS 부품이 많이 사용되는 경우에 본 발명이 적용될 수 있다.All components of the COTS circuit unit 210 may be formed of a commercial off the shelf (COTS) component. That is, the present invention can be applied to a case where a lot of COTS parts are used in order to lower a product cost in a micro-satellite or the like.

이 때, COTS 회로부(210)는 위성의 탑재체(payload)에 구비되는 센서일 수 있다.In this case, the COTS circuit unit 210 may be a sensor provided in the payload of the satellite.

데이터 버퍼(220)는 COTS 회로부(210)에서 수집한 데이터를 저장한다.The data buffer 220 stores data collected by the COTS circuit unit 210 .

이 때, 데이터 버퍼(220)는 EDAC(Error Detection And Correction)으로 보호되는 메모리를 사용하여 구현될 수 있다. 즉, 데이터 버퍼(220)는 EDAC(Error Detection And Correction)에 의하여 보호될 수 있다.In this case, the data buffer 220 may be implemented using a memory protected by EDAC (Error Detection and Correction). That is, the data buffer 220 may be protected by EDAC (Error Detection and Correction).

제1 데이터 처리부(230)는 COTS 회로부(210)에서 수집되어 데이터 버퍼(220)에 저장된 데이터를 이용하여 데이터 처리를 수행하여 제1 데이터 처리 결과를 생성한다.The first data processing unit 230 generates a first data processing result by performing data processing using data collected by the COTS circuit unit 210 and stored in the data buffer 220 .

제2 데이터 처리부(240)는 제1 데이터 처리부(230)와 동일한 데이터를 이용하여 제1 데이터 처리부(230)와 동일한 데이터 처리를 수행하여 제2 데이터 처리 결과를 생성한다.The second data processing unit 240 generates a second data processing result by performing the same data processing as the first data processing unit 230 using the same data as the first data processing unit 230 .

비교부(250)는 제1 데이터 처리 결과 및 제2 데이터 처리 결과를 이용하여 비교 결과를 생성한다.The comparison unit 250 generates a comparison result by using the first data processing result and the second data processing result.

이 때, 비교부(250)는 상기 제1 데이터 처리 결과에 상응하는 제1 CRC(cyclical redundancy check) 값 및 상기 제2 데이터 처리 결과에 상응하는 제2 CRC 값을 생성하고, 상기 제1 CRC 값 및 상기 제2 CRC 값을 비교하여 상기 비교 결과를 생성할 수 있다. 예를 들어, 제1 데이터 처리 결과 및 제2 데이터 처리 결과는 각각 수백 메가바이트의 용량을 가질 수 있고, 각각을 CRC 계산하게 되면 그 크기가 수비트 정도로 줄어들게 되어 비교부(250)의 계산량을 크게 줄일 수 있다.In this case, the comparator 250 generates a first cyclical redundancy check (CRC) value corresponding to the first data processing result and a second CRC value corresponding to the second data processing result, and the first CRC value and comparing the second CRC value to generate the comparison result. For example, the first data processing result and the second data processing result may each have a capacity of several hundred megabytes, and when each CRC is calculated, the size of each of the first data processing result and the second data processing result is reduced to about several bits, thereby greatly increasing the amount of calculation of the comparator 250 . can be reduced

제어부(260)는 비교 결과에 기반하여 지상 송신 신호가 생성되도록 한다.The control unit 260 generates a terrestrial transmission signal based on the comparison result.

이 때, 지상 송신 신호는 상기 비교 결과가 동일한 경우에만 생성되고, 상기 비교 결과가 상이한 경우에는 제1 데이터 처리부(230) 및 제2 데이터 처리부(240) 모두가 데이터 버퍼(220)로부터 상기 데이터를 다시 읽어와서 상기 데이터 처리를 다시 수행할 수 있다.In this case, the terrestrial transmission signal is generated only when the comparison results are the same, and when the comparison results are different, both the first data processing unit 230 and the second data processing unit 240 receive the data from the data buffer 220 . It can be read again and the data processing can be performed again.

이 때, 상기 지상 송신 신호는 상기 비교 결과가 동일할 때, 상기 제1 데이터 처리 결과 또는 상기 제2 데이터 처리 결과 중 적어도 하나를 이용하여 생성될 수 있다.In this case, when the comparison result is the same, the terrestrial transmission signal may be generated using at least one of the first data processing result and the second data processing result.

이상과 같이, 도 2에 도시된 위성 데이터 처리 시스템에서 싱글 이벤트 이펙트를 처리하기 위한 장치는, 두 개의 데이터 처리부들을 이용하여 그 처리 결과가 같은 경우에만 처리 결과를 지상으로 전송하고, 다르면 데이터 버퍼의 데이터를 다시 읽어와서 처리하게 되므로 시스템 레벨에서 SEU, SEFI로 인한 데이터 오류를 제거할 수 있다.As described above, the apparatus for processing a single event effect in the satellite data processing system shown in FIG. 2 transmits the processing result to the ground only when the processing result is the same using two data processing units, and if different, the data buffer Data errors due to SEU and SEFI can be eliminated at the system level because data is read and processed again.

실시예에 따라, 비교부(250)의 비교 결과 그 차이가 큰 경우(많은 비트가 상이한 경우)와 그 차이가 작은 경우(적은 비트가 상이한 경우) 제1 데이터 처리부(230) 및 제2 데이터 처리부(240)의 처리 방식이 달라질 수 있다. 예를 들어, 차이가 큰 경우에는 제1 데이터 처리부(230) 및 제2 데이터 처리부(240)가 오류 내성이 높은 방식(오류 정정 코드 적용 등)으로 데이터를 처리하고, 차이가 적은 경우에는 오류 내성이 낮은 방식으로 데이터를 처리할 수 있다.According to an exemplary embodiment, as a result of the comparison of the comparator 250 , when the difference is large (when many bits are different) and when the difference is small (when few bits are different), the first data processing unit 230 and the second data processing unit The processing method of 240 may be different. For example, if the difference is large, the first data processing unit 230 and the second data processing unit 240 process the data in a method with high error tolerance (eg, applying an error correction code), and if the difference is small, error tolerance You can process the data in this low way.

도 3은 본 발명의 일실시예에 따른 위성 데이터 처리 시스템에서 싱글 이벤트 이펙트를 처리하기 위한 방법을 나타낸 블록도이다.3 is a block diagram illustrating a method for processing a single event effect in a satellite data processing system according to an embodiment of the present invention.

도 3을 참조하면, 본 발명의 일실시예에 따른 위성 데이터 처리 시스템에서 싱글 이벤트 이펙트를 처리하기 위한 방법은, 먼저 우주 환경에서 COTS 회로부를 이용하여 데이터를 생성한다(S310).Referring to FIG. 3 , in a method for processing a single event effect in a satellite data processing system according to an embodiment of the present invention, first, data is generated using a COTS circuit in a space environment ( S310 ).

또한, 본 발명의 일실시예에 따른 위성 데이터 처리 시스템에서 싱글 이벤트 이펙트를 처리하기 위한 방법은, 상기 데이터를 데이터 버퍼에 저장한다(S320).In addition, in the method for processing a single event effect in the satellite data processing system according to an embodiment of the present invention, the data is stored in a data buffer ( S320 ).

이 때, 상기 데이터 버퍼는 EDAC(Error Detection And Correction)에 의하여 보호될 수 있다.In this case, the data buffer may be protected by EDAC (Error Detection and Correction).

또한, 본 발명의 일실시예에 따른 위성 데이터 처리 시스템에서 싱글 이벤트 이펙트를 처리하기 위한 방법은, 제1 데이터 처리부 및 제2 데이터 처리부를 이용한 데이터 처리를 수행하여 데이터 버퍼에 저장된 데이터로부터 제1 데이터 처리 결과 및 제2 데이터 처리 결과를 생성한다(S330).In addition, in the method for processing a single event effect in a satellite data processing system according to an embodiment of the present invention, data processing is performed using a first data processing unit and a second data processing unit, and first data is obtained from data stored in a data buffer. A processing result and a second data processing result are generated (S330).

또한, 본 발명의 일실시예에 따른 위성 데이터 처리 시스템에서 싱글 이벤트 이펙트를 처리하기 위한 방법은, 상기 제1 데이터 처리 결과 및 상기 제2 데이터 처리 결과를 이용하여 비교 결과를 생성한다(S340).Also, in the method for processing a single event effect in the satellite data processing system according to an embodiment of the present invention, a comparison result is generated using the first data processing result and the second data processing result ( S340 ).

이 때, 상기 비교 결과는 상기 제1 데이터 처리 결과에 상응하는 제1 CRC(cyclical redundancy check) 값 및 상기 제2 데이터 처리 결과에 상응하는 제2 CRC 값을 생성하고, 상기 제1 CRC값 및 상기 제2 CRC 값을 비교하여 생성될 수 있다.In this case, the comparison result generates a first cyclical redundancy check (CRC) value corresponding to the first data processing result and a second CRC value corresponding to the second data processing result, the first CRC value and the It may be generated by comparing the second CRC values.

또한, 본 발명의 일실시예에 따른 위성 데이터 처리 시스템에서 싱글 이벤트 이펙트를 처리하기 위한 방법은, 상기 비교 결과에 기반하여 생성된 지상 송신 신호를 지상으로 전송한다(S350).In addition, in the method for processing a single event effect in the satellite data processing system according to an embodiment of the present invention, a terrestrial transmission signal generated based on the comparison result is transmitted to the ground ( S350 ).

이 때, 상기 지상 송신 신호는 상기 비교 결과가 동일한 경우에만 생성되고, 상기 비교 결과가 상이한 경우에는 상기 제1 데이터 처리부 및 상기 제2 데이터 처리부가 모두 상기 데이터 버퍼로부터 상기 데이터를 다시 읽어와서 상기 데이터 처리를 다시 수행할 수 있다. 특히, 비교 결과가 상이한 경우 비교 결과가 상이한 정도(얼마나 많은 비트가 상이한지)나 연속적으로 비교 결과가 상이한 횟수 등에 따라 데이터 처리부에서 데이터를 처리하는 방식이나 데이터 처리부에서 데이터 처리를 다시 수행하는 시간 간격이 상이해질 수 있다. 예를 들어, 비교 결과가 기설정된 횟수 이상 연속적으로 상이한 경우에는 일정 시간 간격만큼의 딜레이 이후에 데이터 처리를 다시 수행할 수도 있다.In this case, the terrestrial transmission signal is generated only when the comparison results are the same, and when the comparison results are different, both the first data processing unit and the second data processing unit read the data again from the data buffer to obtain the data. Processing can be performed again. In particular, when the comparison results are different, the method of processing data in the data processing unit or the time interval at which the data processing unit performs data processing again according to the degree of difference in the comparison results (how many bits are different) or the number of successively different comparison results, etc. This can be different. For example, when the comparison result is continuously different by more than a preset number of times, data processing may be performed again after a delay by a predetermined time interval.

이 때, 상기 지상 송신 신호는 상기 비교 결과가 동일할 때, 상기 제1 데이터 처리 결과 또는 상기 제2 데이터 처리 결과 중 적어도 하나를 이용하여 생성될 수 있다.In this case, when the comparison result is the same, the terrestrial transmission signal may be generated using at least one of the first data processing result and the second data processing result.

도 4는 본 발명의 일실시예에 따른 컴퓨터 시스템을 나타낸 도면이다.4 is a diagram illustrating a computer system according to an embodiment of the present invention.

도 4를 참조하면, 본 발명의 일실시예에 따른 위성 데이터 처리 시스템에서 싱글 이벤트 이펙트를 처리하기 위한 장치는 컴퓨터로 읽을 수 있는 기록매체와 같은 컴퓨터 시스템(400)에서 구현될 수 있다. 도 4에 도시된 바와 같이, 컴퓨터 시스템(400)은 버스(420)를 통하여 서로 통신하는 하나 이상의 프로세서(410), 메모리(430), 사용자 인터페이스 입력 장치(440), 사용자 인터페이스 출력 장치(450) 및 스토리지(460)를 포함할 수 있다. 또한, 컴퓨터 시스템(400)은 네트워크(480)에 연결되는 네트워크 인터페이스(470)를 더 포함할 수 있다. 프로세서(410)는 중앙 처리 장치 또는 메모리(430)나 스토리지(460)에 저장된 프로세싱 인스트럭션들을 실행하는 반도체 장치일 수 있다. 메모리(430) 및 스토리지(460)는 다양한 형태의 휘발성 또는 비휘발성 저장 매체일 수 있다. 예를 들어, 메모리는 ROM(431)이나 RAM(432)을 포함할 수 있다.Referring to FIG. 4 , an apparatus for processing a single event effect in a satellite data processing system according to an embodiment of the present invention may be implemented in a computer system 400 such as a computer-readable recording medium. As shown in FIG. 4 , computer system 400 includes one or more processors 410 , memory 430 , user interface input device 440 , and user interface output device 450 that communicate with each other via bus 420 . and storage 460 . In addition, computer system 400 may further include a network interface 470 coupled to network 480 . The processor 410 may be a central processing unit or a semiconductor device that executes processing instructions stored in the memory 430 or storage 460 . The memory 430 and the storage 460 may be various types of volatile or non-volatile storage media. For example, the memory may include ROM 431 or RAM 432 .

전술한 바와 같이, 본 발명의 데이터 버퍼에 해당하는 메모리(430) 또는 스토리지(460) 또는 그 일부분은 EDAC(Error Detection And Correction)에 의하여 보호될 수 있다. 또한, 도 4에 도시된 구성요소들 전체 또는 일부는 COTS(Commercial Off The Shelf) 부품을 이용하여 구현될 수 있다.As described above, the memory 430 or the storage 460 or a portion thereof corresponding to the data buffer of the present invention may be protected by EDAC (Error Detection and Correction). In addition, all or some of the components illustrated in FIG. 4 may be implemented using a commercial off the shelf (COTS) component.

이상에서와 같이 본 발명에 따른 위성 데이터 처리 시스템에서 싱글 이벤트 이펙트를 처리하기 위한 장치 및 방법은 상기한 바와 같이 설명된 실시예들의 구성과 방법이 한정되게 적용될 수 있는 것이 아니라, 상기 실시예들은 다양한 변형이 이루어질 수 있도록 각 실시예들의 전부 또는 일부가 선택적으로 조합되어 구성될 수도 있다.As described above, in the apparatus and method for processing a single event effect in the satellite data processing system according to the present invention, the configuration and method of the embodiments described above are not limitedly applicable, but the embodiments are various All or part of each of the embodiments may be selectively combined so that modifications may be made.

210: COTS 회로부
220: 데이터 버퍼
230: 제1 데이터 처리부
240: 제2 데이터 처리부
250: 비교부
260: 제어부210: COTS circuit unit
220: data buffer
230: first data processing unit
240: second data processing unit
250: comparison unit
260: control unit

Claims (10)

삭제delete 위성 데이터 처리 시스템에서 싱글 이벤트 이펙트를 처리하기 위한 장치에 있어서,
우주 환경에서 데이터를 생성하는 COTS 회로부;
상기 데이터를 저장하는 데이터 버퍼;
상기 데이터를 이용하여 데이터 처리를 수행하여 제1 데이터 처리 결과를 생성하는 제1 데이터 처리부;
상기 데이터를 이용하여 상기 데이터 처리를 수행하여 제2 데이터 처리 결과를 생성하는 제2 데이터 처리부;
상기 제1 데이터 처리 결과 및 상기 제2 데이터 처리 결과를 이용하여 비교 결과를 생성하는 비교부; 및
상기 비교 결과에 기반하여 지상 송신 신호가 생성되도록 하는 제어부를 포함하고,
상기 지상 송신 신호는
상기 비교 결과가 동일한 경우에만 생성되고, 상기 비교 결과가 상이한 경우에는 상기 제1 데이터 처리부 및 상기 제2 데이터 처리부 모두가 상기 데이터 버퍼로부터 상기 데이터를 다시 읽어와서 상기 데이터 처리를 다시 수행하는 것을 특징으로 하는, 싱글 이벤트 이펙트를 처리하기 위한 장치.An apparatus for processing a single event effect in a satellite data processing system, comprising:
COTS circuitry for generating data in the space environment;
a data buffer for storing the data;
a first data processing unit configured to perform data processing using the data to generate a first data processing result;
a second data processing unit for generating a second data processing result by performing the data processing using the data;
a comparison unit generating a comparison result by using the first data processing result and the second data processing result; and
a control unit for generating a terrestrial transmission signal based on the comparison result;
The terrestrial transmission signal is
It is generated only when the comparison result is the same, and when the comparison result is different, both the first data processing unit and the second data processing unit read the data from the data buffer again and perform the data processing again A device for processing single event effects. 청구항 2에 있어서,
상기 데이터 버퍼는
EDAC(Error Detection And Correction)에 의하여 보호되는 것을 특징으로 하는, 싱글 이벤트 이펙트를 처리하기 위한 장치.3. The method according to claim 2,
The data buffer is
Device for processing single event effects, characterized in that it is protected by EDAC (Error Detection and Correction). 청구항 3에 있어서,
상기 비교부는
상기 제1 데이터 처리 결과에 상응하는 제1 CRC(cyclical redundancy check) 값 및 상기 제2 데이터 처리 결과에 상응하는 제2 CRC 값을 생성하고, 상기 제1 CRC 값 및 상기 제2 CRC 값을 비교하여 상기 비교 결과를 생성하는 것을 특징으로 하는, 싱글 이벤트 이펙트를 처리하기 위한 장치.4. The method according to claim 3,
The comparison unit
A first cyclical redundancy check (CRC) value corresponding to the first data processing result and a second CRC value corresponding to the second data processing result are generated, and the first CRC value and the second CRC value are compared. A device for processing a single event effect, characterized in that generating the comparison result. 삭제delete 삭제delete 위성 데이터 처리 시스템에서 싱글 이벤트 이펙트를 처리하기 위한 방법에 있어서,
우주 환경에서 COTS 회로부를 이용하여 데이터를 생성하는 단계;
상기 데이터를 데이터 버퍼에 저장하는 단계;
제1 데이터 처리부를 이용한 데이터 처리를 수행하여 상기 데이터로부터 제1 데이터 처리 결과를 생성하는 단계;
제2 데이터 처리부를 이용한 상기 데이터 처리를 수행하여 상기 데이터로부터 제2 데이터 처리 결과를 생성하는 단계;
상기 제1 데이터 처리 결과 및 상기 제2 데이터 처리 결과를 이용하여 비교 결과를 생성하는 단계; 및
상기 비교 결과에 기반하여 생성된 지상 송신 신호를 지상으로 전송하는 단계
를 포함하고,
상기 지상 송신 신호는
상기 비교 결과가 동일한 경우에만 생성되고, 상기 비교 결과가 상이한 경우에는 상기 제1 데이터 처리부 및 상기 제2 데이터 처리부가 모두 상기 데이터 버퍼로부터 상기 데이터를 다시 읽어와서 상기 데이터 처리를 다시 수행하는 것을 특징으로 하는, 싱글 이벤트 이펙트를 처리하기 위한 방법.A method for processing a single event effect in a satellite data processing system, comprising:
generating data using the COTS circuitry in a space environment;
storing the data in a data buffer;
generating a first data processing result from the data by performing data processing using a first data processing unit;
generating a second data processing result from the data by performing the data processing using a second data processing unit;
generating a comparison result using the first data processing result and the second data processing result; and
Transmitting a ground transmission signal generated based on the comparison result to the ground
including,
The terrestrial transmission signal is
It is generated only when the comparison result is the same, and when the comparison result is different, both the first data processing unit and the second data processing unit read the data from the data buffer again and perform the data processing again A method for handling single event effects. 청구항 7에 있어서,
상기 데이터 버퍼는
EDAC(Error Detection And Correction)에 의하여 보호되는 것을 특징으로 하는, 싱글 이벤트 이펙트를 처리하기 위한 방법.8. The method of claim 7,
The data buffer is
A method for handling single event effects, characterized in that they are protected by EDAC (Error Detection and Correction). 청구항 8에 있어서,
상기 비교 결과는
상기 제1 데이터 처리 결과에 상응하는 제1 CRC(cyclical redundancy check) 값 및 상기 제2 데이터 처리 결과에 상응하는 제2 CRC 값을 생성하고, 상기 제1 CRC 값 및 상기 제2 CRC 값을 비교하여 생성되는 것을 특징으로 하는, 싱글 이벤트 이펙트를 처리하기 위한 방법.9. The method of claim 8,
The comparison result is
A first cyclical redundancy check (CRC) value corresponding to the first data processing result and a second CRC value corresponding to the second data processing result are generated, and the first CRC value and the second CRC value are compared. A method for processing a single event effect, characterized in that it is created. 삭제delete
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