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DSP for Space Applications

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Les exigences de traitement pour l'espace

Une approche de conception mixte, adoptée par des entreprises et des chercheurs financés par l'UE, a permis d'effectuer un premier pas vers la création d'un processeur de signal numérique (DSP) européen à haute performance capable de satisfaire les exigences des prochaines missions spatiales.

Économie numérique

Au cours de ces dernières années, les volumes et les débits de données produits par les missions spatiales scientifiques ou commerciales ont augmenté de façon exponentielle. L'augmentation de la capacité et la vitesse de calcul est nécessaire pour contrôler l'exécution et le traitement des données, mais aussi pour leur transfert et leur stockage. L'analyse embarquée des données collectées avant leur envoi vers la Terre est essentielle, notamment pour les satellites d'observation terrestre afin qu'ils exploitent efficacement la bande passante vers les stations au sol. Le seul PSN européen adapté aux missions spatiales a été jugé obsolète dès que le projet DSPACE («DSP for space applications»), financé par l'UE, a été proposé. Il avait été certes suffisant par le passé, mais les missions futures exigeront une puissance de calcul beaucoup plus importante. Ce critère, ainsi que le besoin de réduire la dépendance des technologies stratégiques hors de l'Europe, a stimulé l'équipe du projet DSPACE. Toutefois, d'autres obligations doivent être prises en charge par le PSN mis au point. Il doit pouvoir être facilement adapté et extensible afin de faire face aux exigences des applications, normes et algorithmes des missions à venir. Pour cela, le PSN n'a pas été développé sur la base d'un jeu d'instructions matériel standard. L'équipe a privilégié le langage LISA (Language for Instruction Set Architectures). LISA a permis au projet DSPACE de décrire le comportement du processeur ainsi que sa structure, dont les fichiers de registre, les unités d'exécution et les interfaces mémoires avec un haut niveau d'abstraction. Sur la base de la description LISA du matériel, un environnement de développement logiciel a pu être produit, à partir de modules d'assemblage, de liaison et de simulation. Les autres composants du PSN ont été mis au point en suivant la méthode traditionnelle. Le code final a été optimisé pour l'architecture de traitement spécifique. Pour valider les performances du système sur la base des critères fixés en 2008 par l'Agence spatiale européenne (ASE), DSPACE a mis au point une carte de démonstration. Les premiers résultats sur les étalons de filtrage de divers filtres et longueurs ont fait état de performances analogues aux PSN terrestres les plus rapides en termes de puissance de calcul. Le lancement de DSPACE DSP influencera d'abord une vaste communauté de chercheurs, de développeurs et d'utilisateurs mondialement. De plus, les résultats du projet devraient avoir un impact important sur la large communauté sur le marché spatial. Cela pourrait contribuer considérablement à réduire la dépendance européenne et promouvoir ainsi l'indépendance dans le domaine technologique du processeur de signal numérique spatial.

Mots‑clés

Processeur de signal numérique, missions spatiales, traitement des données, observation terrestre, satellites de surveillance, applications spatiales, jeux d'instructions LISA, puissance de calcul, algorithme, compression d'image, contrôle des instruments

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