Moduli convertitori DC-DC ad alta densità di corrente e resistenti alle radiazioni FPA a bordo alimentano il transponder AI1 per applicazioni di calcolo innovative
Vicor ha stretto una partnership con Spacechips, sviluppatore di soluzioni elettroniche spaziali per satelliti e veicoli spaziali, per progettare il transponder più affidabile e ad alta densità di potenza per l’elaborazione AI in orbita. Il transponder AI1 di Spacechips è resistente alle radiazioni, robusto e compatto, e integra i moduli di alimentazione ad alta densità di Vicor, stabilendo un nuovo standard per la gestione dell’alimentazione e consentendo la progettazione di applicazioni e sistemi di elaborazione di nuova generazione per il New Space.
La crescente domanda di satelliti più piccoli, dotati di sofisticate capacità di calcolo e di sistemi di elaborazione a bordo affidabili e robusti, in grado di supportare missioni della durata di cinque-dieci anni, sta portando al limite le più recenti tecnologie FPGA e ASIC ultra-deep-submicron e le relative reti di alimentazione. Questi processori ad alte prestazioni richiedono alimentazione a bassa tensione e alta corrente (PoL - Point-of-Load), e la progettazione dei loro sistemi è ulteriormente complicata dalla gestione delle condizioni termiche e delle radiazioni nello spazio.
In risposta a queste sfide, Spacechips ha introdotto il suo transponder AI1, una piccola scheda processore integrata che contiene un acceleratore AI ACAP (Adaptive Compute Acceleration Platform). Il ricevitore e trasmettitore intelligente e riconfigurabile offre prestazioni fino a 133 tera operazioni al secondo (TOPS), abilitando nuove applicazioni di osservazione della Terra, manutenzione, assemblaggio e produzione nello spazio (ISAM), intelligence dei segnali (SIGINT), intelligence, sorveglianza e ricognizione (ISR) e telecomunicazioni, per supportare l’elaborazione autonoma in tempo reale e garantire l’affidabilità e la longevità necessarie per completare missioni più lunghe.
“Molti operatori di veicoli spaziali non dispongono di una larghezza di banda sufficiente nello spettro RF per scaricare tutti i dati acquisiti per l’elaborazione in tempo reale”, ha dichiarato il dottor Rajan Bedi, CEO di Spacechips. “Una soluzione alternativa consiste nell’eseguire l’elaborazione in orbita e scaricare semplicemente le informazioni intelligenti.”
Nuovi livelli di potenza di elaborazione generano applicazioni innovative nello spazio e sulla Terra
Gli attuali veicoli spaziali di osservazione in orbita terrestre bassa possono stabilire una linea di vista diretta su una regione specifica solo una volta ogni circa 10 minuti. Se i satelliti fossero addestrati a colmare questi punti ciechi utilizzando algoritmi di intelligenza artificiale, le squadre di gestione delle emergenze potrebbero prendere decisioni più rapide e informate quando la comunicazione diretta con la Terra non è possibile. Spacechips sta sfruttando questi potenti motori di calcolo basati sull’intelligenza artificiale per consentire all’IA in orbita di affrontare una serie di problemi legati alla Terra e allo spazio:
- Monitoraggio dei detriti spaziali per evitare collisioni costose
• Monitoraggio dello stato di salute dei sistemi critici dei veicoli spaziali
• Identificazione di condizioni meteorologiche estreme
• Segnalazione di dati critici sulle precipitazioni per la produzione agricola.
La Factorized Power Architecture (FPA) di Vicor fornisce corrente elevata e bassa tensione
Dato il difficile ambiente operativo dello spazio, l’informatica basata sull’intelligenza artificiale ha un forte bisogno di una gestione precisa dell’alimentazione. Questa esigenza è accentuata dal numero, dalla portata e dalla varietà sempre crescenti delle missioni che richiedono diversi tipi di veicoli spaziali e da una crescente dipendenza da alcune forme di energia solare per fornire l’alimentazione adeguata.
Ciò ha portato Spacechips a collaborare con Vicor per incorporare la Factorized Power Architecture di Vicor (FPA) , che separa la regolazione dalla trasformazione di tensione/corrente in moduli di alimentazione ad alta densità, nella scheda transponder AI1 di Spacechips.
La Factorized Power Architecture (FPA) è un sistema di alimentazione progettato per suddividere le funzioni di conversione DC-DC in moduli indipendenti. Nei moduli resistenti alle radiazioni di Vicor, il modulo Bus Converter (BCM) fornisce l’isolamento e la riduzione a 28V, mentre il modulo pre-regolatore (PRM) fornisce la regolazione a un modulo di Trasformazione di Tensione o Moltiplicatore di Corrente (VTM) che esegue la trasformazione da 28 V DC a 0,8 V.
Il valore della soluzione Vicor, secondo Bedi, risiede nelle sue dimensioni ridotte e nell’elevata densità di potenza. Ciò consente una maggiore efficienza e flessibilità grazie alla riduzione delle dimensioni e del peso, garantendo una maggiore densità di potenza, soprattutto nelle applicazioni di calcolo ad alte prestazioni vicino al punto di carico.
Adottando il sistema di alimentazione FPA di Vicor, Bedi sta aiutando gli operatori di telecomunicazioni e SIGINT a eseguire l’elaborazione in tempo reale a bordo, modificando in modo autonomo i piani di frequenza RF, la canalizzazione, la modulazione e gli standard di comunicazione in base alle esigenze del traffico in diretta. I moduli convertitori di potenza Vicor sono inoltre dotati di un doppio gruppo propulsore: questa caratteristica offre una ridondanza incorporata, fondamentale per le applicazioni spaziali in cui non sono ammessi guasti, garantendo che ogni gruppo propulsore del modulo sia in grado di alimentare i carichi in modo completo e affidabile.
“La FPA di Vicor offre una soluzione molto più elegante ed efficiente in un formato molto compatto”, ha affermato Bedi. “I vantaggi della FPA di Vicor sono semplicemente di un ordine di grandezza superiore a qualsiasi altro prodotto presente sul mercato”.
