Lüdtke, Daniel and Firchau, Thomas and Gonzalez Cortes, Carlos Eduardo and Lund, Andreas and Nepal, Ayush Mani and Elbarrawy, Mahmoud Mostafa Hussein Hassan and Haj Hammadeh, Zain Alabedin and Meß, Jan-Gerd and Kenny, Patrick and Brömer, Fiona and Mirzaagha, Michael and Saleip, George and Kirstein, Hannah and Kirchhefer, Christoph and Gerndt, Andreas (2023) ScOSA on the Way to Orbit: Reconfigurable High-Performance Computing for Spacecraft. In: Proceedings - 2023 IEEE Space Computing Conference, SCC 2023. 2023 IEEE Space Computing Conference (SCC), 18.-21. Jul. 2023, Pasadena, CA, USA. doi: 10.1109/SCC57168.2023.00015. ISBN 979-8-3503-4143-0.
![]() |
PDF
3MB |
Official URL: https://ieeexplore.ieee.org/document/10207529
Abstract
The German Aerospace Center (DLR) is developing ScOSA (Scalable On-board Computing for Space Avionics) as a distributed on-board computing architecture for future space missions. The ScOSA architecture consists of commercial off-the-shelf (COTS) and radiation-tolerant nodes interconnected by a SpaceWire network. The system software provides services to enable parallel computing and system reconfiguration. This allows ScOSA to adapt to node errors and failures that COTS hardware is susceptible to in the space environment. In the ongoing ScOSA Flight Experiment project, a ScOSA system consisting of eight Xilinx Zynq systems-on-chip with dual-core ARM-based processors and a LEON3 radiation-tolerant processor is being built for launch on DLR's next CubeSat in late 2024. In this flight experiment, not only all 18 cores but also the programmable logic will be used for high performance on-board data processing. This paper presents the current hardware and software architecture of ScOSA. The scalability of ScOSA is highlighted from both hardware and software perspectives. We present benchmark results of the ScOSA system and experiments of the ScOSA system software on ESA's OPS-SAT in orbit in combination with a machine learning application for image classification.
Item URL in elib: | https://elib.dlr.de/196642/ | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
Document Type: | Conference or Workshop Item (Speech) | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Title: | ScOSA on the Way to Orbit: Reconfigurable High-Performance Computing for Spacecraft | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Authors: |
| ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Date: | 10 August 2023 | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Journal or Publication Title: | Proceedings - 2023 IEEE Space Computing Conference, SCC 2023 | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Refereed publication: | Yes | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Open Access: | Yes | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Gold Open Access: | No | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
In SCOPUS: | Yes | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
In ISI Web of Science: | No | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
DOI: | 10.1109/SCC57168.2023.00015 | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
ISBN: | 979-8-3503-4143-0 | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Status: | Published | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Keywords: | COTS, FPGA, SpaceWire, Multi-core, Computer Architecture, Hybrid, LEON3, Reconfiguration, Benchmark | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Event Title: | 2023 IEEE Space Computing Conference (SCC) | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Event Location: | Pasadena, CA, USA | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Event Type: | international Conference | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Event Dates: | 18.-21. Jul. 2023 | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Organizer: | IEEE | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
HGF - Research field: | Aeronautics, Space and Transport | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
HGF - Program: | Space | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
HGF - Program Themes: | Space System Technology | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
DLR - Research area: | Raumfahrt | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
DLR - Program: | R SY - Space System Technology | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
DLR - Research theme (Project): | R - Project ScOSA flight experiment | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Location: | Braunschweig , Bremen , Oberpfaffenhofen | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Institutes and Institutions: | Institute for Software Technology > Software for Space Systems and Interactive Visualisation Institute of Space Systems > Avionics Systems | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Deposited By: | Lüdtke, Daniel | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Deposited On: | 18 Aug 2023 09:07 | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Last Modified: | 15 Nov 2023 13:34 |
Repository Staff Only: item control page