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Flexible Systemarchitektur für Luft- und Raumfahrt erweitert

Mainz – 21. Mai 2015
Flexible Systemarchitekturen ähnlich dem Konzept der Integrierten Modularen Avionik (IMA) können von der Luftfahrt auf die Raumfahrt übertragen werden. Das ist eine der wesentlichen Erkenntnisse aus dem Forschungsprojekt OBC-SA, das nach erfolgreicher Entwicklung von Demonstratoren in die dritte Phase starten möchte. Kern der Systemarchitektur ist SYSGOs Hypervisor PikeOS, der durch sichere Partitionierung komplexe sicherheitskritische Raumfahrtanwendungen auf modernen Multi-core Prozessoren ermöglicht.

Klassische Satelliten-Steuerungsrechner verwenden bisher einfache Betriebssysteme, die keine Prozesse und getrennten Adressräume kennen, so dass einzelne Softwarefehler zum Fehlverhalten des gesamten Systems führen können. Die Systemarchitektur der Luftfahrt, die Integrierte Modulare Avionik, basiert hingegen auf flexiblen Hypervisoren, die einzelne Anwendungen durch Partitionierung sicher von einander trennen. „Der PikeOS Hypervisor wurde schon in vielen IMA Projekten außerhalb der Raumfahrt eingesetzt“, erklärt Dr. H.-J. Herpel von Airbus Defence & Space. „Durch seine Sicherheit und Modularität können wir die Technologien der Luftfahrtindustrie auf die Raumfahrt übertragen und hochleistungsfähige, sichere Anwendungen zu geringeren Kosten entwickeln.“

PikeOS im Einsatz
Der Demonstrator der On-Board Computer System-Architektur basiert auf Freescales acht-kern QorIQ P4080 Prozessor, auf der SPARC Leon Plattform sowie auf einem dual-core Intel x86 Atom Prozessor, die als Knotenrechner dienen. Im Rahmen von OBC-SA wurde PikeOS auf alle Rechner angepasst sowie zusätzliche Treiber für die benötigten Kommunikationskomponenten entwickelt. PikeOS ist die Grundlage aller zukünftig zu entwickelnden Anwendungssoftware (auch unterschiedlicher Kritikalität) und bildet standardisierte Schnittstellen zur Hardware. Die neue Systemarchitektur für die Raumfahrt profitiert zusätzlich davon, dass PikeOS nach den Sicherheitsstandards verschiedener Industrien, insbesondere nach Luftfahrt DO-178B, zertifiziert wurde.

Das Board Support Package und die Treiber für den Freescale QorIQ P4080 Prozessor wurden ebenfalls im Forschungsprojekt Interdisziplinäre Kabinenarchitektur (INDIKAR) genutzt, wo PikeOS für das Kabinenmanagement der nächsten Generation eingesetzt wird.

Über OBC-SA
Ziel des Vorhabens OBC-SA ist die Entwicklung einer hochleistungsfähigen, skalierbaren und hochzuverlässigen Bordrechner-Architektur für Satelliten. Dies beinhaltet die Hardwareplattform, das Bussystem und Betriebssystem inklusive aller Treiber für I/O Schnittstellen und die Middleware zur echtzeitfähigen Kommunikation zwischen dem Bordrechner und den angeschlossenen Sensoren und Aktoren. Die neue Systemarchitektur für Raumfahrzeuge soll die zukünftigen Entwicklungen bzgl. Rechenleistung, Datendurchsatz, Verfügbarkeit und Zuverlässigkeit erfüllen und gleichzeitig die Kosten reduzieren. An OBC-SA sind Airbus Deutschland, SpaceTech, Fraunhofer FOKUS, TTTech und SYSGO beteiligt. Das Forschungsprojekt wird vom Bundesministerium für Wirtschaft und Technologie finanziell gefördert.

Über PikeOS Hypervisor
Der PikeOS Hypervisor wurde speziell für die Entwicklung von Software für Embedded Systeme mit Sicherheitsanforderungen konzipiert. Mit Echtzeit, Virtualisierung und Partitionierung bietet PikeOS alle Eigenschaften, die für die Entwicklung von modernen multifunktionalen und hoch integrierten Geräten benötigt werden. Die PikeOS Architektur schafft das Fundament für eine Zertifizierung und amtliche Zulassung von kritischen Systemen nach Standards der funktionalen Sicherheit und IT Security. PikeOS ist die einzige europäische Software-Plattform für intelligente Geräte im Internet-der-Dinge.

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