?

Log in

No account? Create an account
Космическим кораблем, который летит к Плутону, управляет процессор MIPS - Юрий Панчул [entries|archive|friends|userinfo]
Money can buy bandwidth. Latency requires bribing God.

[ website | My Website ]
[ userinfo | livejournal userinfo ]
[ archive | journal archive ]

Космическим кораблем, который летит к Плутону, управляет процессор MIPS [Jan. 15th, 2015|10:30 am]
Yuri Panchul
Космическим кораблем, который летит к Плутону, управляет процессор MIPS. Конечно, данный конкретный чип для космического основан на процессорном ядре, которое было создано задолго до того, как я начал работать в MIPS, но я участвую как инженер в создании новых ядер MIPS, так что эта новость имеет ко мне отношение. Кстати, многие российские космические аппараты тоже управляются радиационно-стойкими процессорами подобного класса с архитектурой MIPS.

http://blog.imgtec.com/mips-processors/mips-goes-to-pluto















MIPS goes to Pluto






This week we found out that NASA’s New Horizons spacecraft sent on a mission to reach Pluto in 2006 came out of hibernation for its long-awaited encounter with the world’s most famous dwarf planet.

Traveling across the solar system, the New Horizons spacecraft is now approximately 3.5 billion miles from the Sun, nine years after its launch.

pluto-newhorizons New Horizons is a spacecraft sent by NASA to study Pluto

The probe carries American astronomer Clyde Tombaugh‘s ashes (he discovered Pluto in 1930) and has been navigating the solar system using two computer systems: one is used for command and data handling while the other handles guidance and control. For safety reasons, each of the two systems is duplicated, leading to a total of four on-board processors.

One small step for technology, one giant leap for CPUs

The CPU of choice for New Horizons is a MIPS-based Mongoose-V chip clocked at a whopping 12 MHz. Mongoose-V is a radiation-hardened version of the MIPS R3000 CPU and is manufactured by Synova, a Florida-based company that specializes in turnkey aeronautics solutions.

Mongoose-V-chip_insideMongoose-V is a MIPS-based processor designed by Synova

The engineers at NASA and Synova have worked together to implement multiple clocks and timing routines in hardware and software to help prevent faults and downtime. The Mongoose-V processor analyzes positional information, distributes operating commands to multiple spacecraft subsystems, collects and processes instrument data, and sends bursts of data back to Earth. It also runs an advanced autonomy algorithm that allows the probe to auto-correct any issues or contact operators on Earth for help (more information here).

A history of the MIPS R3000 processor

MIPS R3000 is a 32-bit RISC microprocessor chip found in workstations and servers designed by companies such as Evans & Sutherland, DEC, Silicon Graphics, Tandem Computers, Whitechapel Workstations and many others; most notably, it was the CPU of choice for the original PlayStation game console from Sony and is still being used by Toshiba in a range of microcontrollers. It is a second-generation implementation of the MIPS I ISA and was introduced in the late 1980s, following the success of the flagship R2000 microprocessor.

Since the MIPS instruction set is known for its elegant simplicity, MIPS R3000 is significantly smaller in size compared to similar CPU architectures launched around that time (80×86, 680×0 etc.). The reduced instruction set combined with a 5-stage pipeline design allows R3000 to execute most instructions at a rate close to 1 instruction per cycle.

In addition to the CPU core, the R3000 microprocessor includes an external R3010 FPU (essentially a numeric coprocessor), a memory controller and other on-chip peripherals (error detection and correction, timer, dual UART, expansion interrupts); you can find a block diagram of the design below:

MIPS-based Mongoose-V processor - NASA New HorizonsA block diagram of the Mongoose-V chip

There is also a PDF describing the processor’s architecture here; for those wondering if DAWG was Synova’s attempt at 1980s gangsta rap, it is actually short for Dynamic Automatic Waitstate Generator.

Where will MIPS go next?

The New Horizons probe is the first mission in NASA’s New Frontiers Program. Once a NASA mission completes its prime objective, the agency forms a committee to determine whether extended operations are warranted or if the spacecraft can return to Earth.

Now that the New Horizons spacecraft has arrived to Pluto, it will explore the planet and its moons. The New Frontiers team will then submit a proposal to NASA in late 2016 for an extended mission to fly by one or two other Kuiper belt objects that were recently uncovered by the Hubble Space Telescope.

To keep up to date with the New Frontiers Program, follow NASA on Twitter at @NewHorizons2015. For the latest news and announcements from MIPS, make sure you check out our social media channels too (@ImaginationPR, @MIPSGuru, @MIPSdev).





Вы хотели бы слетать на Плутон?

Да, если это не очень долго
28(73.7%)
Нет, для меня важнее съесть хамон и купить айфон
7(18.4%)
Из-за бугра плюете?
3(7.9%)
LinkReply

Comments:
From: realurix
2015-01-18 09:08 pm (UTC)
Решение любой задачи имеет как необходимые, так и достаточные условия. Я, если Вы заметили, нигде не привёл достаточных условий решения задачи. Повторить такое решение сможет только человек, обладающий такими же знаниями как у меня и с такой же организацией инженерного мышления. Практика показывает, что америкосы не обладают инженерным мышлением. Для этого они заманивают к себе всякими "бусами" и зелёными фантиками рабов, вроде Вернера фон Брауна, Пентковского, Сикорского или Панчула. Обычно ведутся на "бусы" люди с завышенной самооценкой. Но вот если рассказать достаточное условие решения задачи, так они его сразу же украдут, как это было с Поповым или Шуховым. А не зная решения задачи пусть, как та лиса, говорят, что "виноград зелёный и кислый" ;-))) А рассказывать необходимые условия иногда даже полезно - пусть у них крепнет уверенность в их импотенции. Импотенция сначала появляется в мозгу, а уже потом только...

Для того, чтобы создать высоконадёжные "неубиваемые" системы управления необходимо создать микроконтроллер, у которого потеря 20% транзисторов не приводит к его отказу, для чего достаточно... ;-)))

Edited at 2015-01-18 09:13 pm (UTC)
(Reply) (Parent) (Thread)
[User Picture]From: _iga
2015-01-18 09:17 pm (UTC)
Хотите внушить Панчулу, что он импотент?
Ну-ну.
(Reply) (Parent) (Thread)
From: realurix
2015-01-18 09:31 pm (UTC)
Зачем Панчулу? Я к нему пока отношусь хорошо. И у него пока здорове чувство юмора. Есть другие. Они тоже читают его блог. Но рассказывать Панчулу решение не буду, ибо он в настоящее время работает на "заклятых друзей". Не надо провоцировать человека, которого уважаешь, на неблаговидные поступки. Первое, что сделали америкосы получив в свои руки атомную бомбу - испытали её на людях в городах Хиросима и Нагасаки...

Edited at 2015-01-18 09:34 pm (UTC)
(Reply) (Parent) (Thread)
[User Picture]From: amartology
2015-01-19 09:29 am (UTC)
Я вас огорчу, но микроконтроллеры, которые не отказывают при потере некоего процента транзисторов, давно существуют. В частности, легко реализуются микроконтроллеры, не отказывающий при потере 33% или даже 75% транзисторов.
Так что давайте вы нам все-таки расскажете, какой именно велосипед вы изобрели, а мы покритикуем и покажем существующий аналоги. Так, глядишь, из вашей идеи что-нибудь стоящее получится со временем.
(Reply) (Parent) (Thread)
From: realurix
2015-01-19 10:02 am (UTC)
Смею Вас уверить, я такого решения ещё не видел. Так что изобретайте велосипеды дальше. Да, а ещё эта архитектура включает в себя элементы реализованного в кремнии ядра ОС. Что-то вроде микроядерной архитектуры, но в моей имплементации. Работы Ляпунова почитайте.
(Reply) (Parent) (Thread)
[User Picture]From: amartology
2015-01-19 10:11 am (UTC)
То, что вы не видели такого решения, не означает что его не существует.
Давайте рассмотрим два простых примера.
1) Процессор, троированный на уровне блоков. Сохраняет работоспособность при отказе до трети всех блоков. А если реализовать схему отключения отказавших блоков, то и при отказе двух третей будет работать.
2) Добавляем к предыдущей конструкции четвертый набор блоков, находящихся в холодном резерве и подключаемых в случае отказа основных блоков. Так мы при отказе up to 25% транзисторов сохраняем работоспособность и сбоеустойчивость, а при отказе upto 75% - работоспособность.

Такие реализации есть и они, например, успешно летают в космосе уже давно. И в работах Ляпунова, которые наши зарубежные коллеги обычно хорошо знают, вряд ли есть что-то такое, что может принципиально поменять математику резервирования и помехоустойчивого кодирования.
(Reply) (Parent) (Thread)
From: realurix
2015-01-19 10:22 am (UTC)
Троированная мажоритарная схема требует увеличения числа транзисторов более чем в 3 раза. В моей архитектуре всего чуть больше 20%. Так что продолжайте изобретать велосипеды дальше.

> которые наши зарубежные коллеги обычно хорошо знают
Раз они такие "знающие", то почему они не могут доказать теорему о существовании и единственности отображения автомата в язык? Прочитал, это ещё не значит понял и могу применять.

Edited at 2015-01-19 10:25 am (UTC)
(Reply) (Parent) (Thread)