Elaborazione dei dati in tempo reale nello Spazio
I sensori iperspettrali per l’OT acquisiscono immagini in numerose bande di frequenza contigue ed estremamente strette nelle porzioni visibili e del vicino infrarosso dello spettro elettromagnetico. L’imaging a banda larga consente di discriminare le caratteristiche sulla superficie terrestre che presentano alcune differenze in termini di assorbimento e di riflessione della luce. Combinando la potenza dell’imaging digitale e la spettroscopia, le immagini iperspettrali hanno supportato prospettive innovative per svariate applicazioni. La nuova tecnologia viene già utilizzata per rilevare e identificare vegetazione, costruzioni artificiali connesse ai cambiamenti climatici e pianificazione urbana. Sebbene gli algoritmi per elaborare i dati iperspettrali si adattino bene ai sistemi paralleli quali i cluster di computer, essi risultano difficilmente adattabili all’elaborazione a bordo. Il progetto QI2S (Quick image interpretation system), finanziato dall’UE, è stato avviato per la progettazione di una piattaforma che può essere integrata con il carico utile dei satelliti OT. Per raggiungere questo ambizioso obiettivo, sei partner hanno unito le forze e condiviso le proprie esperienze nei singoli componenti assegnati. Durante il progetto QI2S, è stato sviluppato un motore di calcolo multi-core basato su reti di porte programmabili (field-programmable gate arrays, FPGA) e un nuovo chip di elaborazione del segnale 64-core, RC64. Il chip RC64 combina avanzati processori di segnale digitale con memoria a banchi multipli condivisa e uno schedulatore hardware, il quale effettua l’assegnazione dei compiti ai processori. È stato progettato per essere integrato con decine o addirittura centinaia di altri chip RC64, consentendo una potente elaborazione del segnale nello Spazio. D’altra parte, le FPGA, oltre alla loro leggerezza e alle dimensioni ridotte, garantiscono elevate prestazioni di calcolo a basso costo. Inoltre, questi acceleratori hardware offrono l’interessante possibilità di selezionare, in modo adattativo, l’algoritmo di elaborazione dei dati da applicare. L’hardware di sistema QI2S integra blocchi software per l’elaborazione e l’interpretazione dei dati con un linguaggio di comando di alto livello che ne rende possibile un’eventuale riconfigurazione. In altre parole, la riconfigurazione è possibile senza il collaudo ad alta intensità di tempo oggi richiesto per le modifiche operative al carico utile di un satellite. La nuova tecnologia dovrebbe consentire drastiche agevolazioni in quanto a fornitura di dati iperspettrali. Gli utenti finali sulla Terra potranno così ricevere le informazioni richieste relative a interi giorni o addirittura settimane nel giro di pochi minuti. Questa tecnologia spianerà la strada a nuove interessanti applicazioni future, tra cui sistemi di allerta immediata nel corso di disastri naturali.
Parole chiave
Trattamento dei dati, dati iperspettrali, QI2S, FPGA, RC64, sistema di allarme precoce
