ПРЕПРИНТИ
1. A UAV Mission Computer Operation Modes Optimization Focusing on Computational Energy Efficiency and System Responsiveness [full text]
Abstract: The rising popularity of UAVs and other autonomous control systems, coupled with
real-time operating systems have increased the complexity of developing systems with the proper robustness, performance, and reactivity. Concurrently, the growing demand for more sophisticated computational tasks, proportionally bigger payloads, batteries, and smaller take-off mass necessitates higher energy efficiency for all avionics and mission computers. This paper aims to develop the technology for experimental studies of indicators of reactivity and energy consumption of the computing platform for unmanned aerial vehicles (UAVs). The paper provides an experimental assessment of the ’Boryviter’ 0.1 computing platform, which is implemented on the ATSAMV71 8 microprocessor and operates under the open-source FreeRTOS operating system. The results are the basis for developing algorithms and energy-efficient design strategies for the mission computer to solve the optimization problem. The paper provides experimental results of measurements of the energy consumed by the microcontroller and estimates of the reduction in system energy consumption due to additional time costs for suspending and resuming the computer’s operation. The results show that the ’Boryviter’ 0.1 computing platform can be used as a UAV mission computer for typical flight control tasks requiring real-time computing under external factors. As the further work direction, the authors plan to carry out the investigation of the proposed energy-saving algorithms in the scope of NASA’s F’Prime software flight framework. Such an investigation that should be done with the actual flight computation load for the mission computer will help to qualify the obtained energy-saving methods and their implementation results
2. Комбінована модель процесу розроблення апаратно-програмного модуля обробки даних студентського наносупутника CubeSat [посилання на Комбінована модель]
Анотація. Концепція наносупутників CubeSat змінила правила гри в галузі космічних наукових досліджень і розвитку новітніх космічних технологій. Основні фактори їх успіху: низька вартість, відносна простота виробництва і передбачуваний життєвий цикл. CubeSat дуже важливі для підготовки майбутніх інженерів: бакалаврів і магістрів аерокосмічних університетів. Тому використання CubeSat – це економічно вигідний спосіб дослідження ближнього космічного простору та проведення наукової роботи. Проте існує багато питань, пов’язаних з ефективним розробленням програмного забезпечення, забезпеченням якості програмного забезпечення на системному рівні, обслуговуванням і повторним використанням програмного коду. В роботі розглянуто переваги і недоліки як класичних, так і сучасних гнучких (Agile) моделей життєвого циклу розроблення програмного забезпечення. Для підвищення гнучкості та зменшення складності проєктів CubeSat запропоновано комбіновану модель розроблення апаратно-програмного модуля обробки даних, яка поєднує переваги двох моделей: «водоспадної» (waterfall) моделі для розроблення апаратного забезпечення і гнучкої моделі для розроблення програмного забезпечення. Для всебічної оцінки комбінованої моделі процесу розроблення апаратно-програмного модуля обробки даних використано методологію SWOT-аналізу, який є популярним інструментом стратегічного планування. Для його проведення сформульовано переваги та недоліки, зовнішні можливості та загрози комбінованої моделі процесу розроблення апаратно-програмного модуля обробки даних. Запропонована комбінована модель дозволить студентським командам з малим досвідом розробляти програмно-апаратні модулі обробки даних з мінімальними ризиками, забезпечуючи повторне використання коду і збільшуючи привабливість студентських проєктів CubeSat.
Ключові слова: наносупутник, Cubesat, програмне забезпечення, апаратне забезпечення, «waterfall», Agile.
