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(초)소형위성의 New Space 대응 및 산업화 전략
서인호,정현재,Seo, Inho,Jeong, Hyun-Jae 한국우주과학회 2021 우주기술과 응용 Vol.1 No.2
본 논문에서는 (초)소형위성의 뉴스페이스 특징 및 대응방안을 소개하고, 국내기술을 활용한 우리나라의 우주산업화 전략을 제시한다. 최근 스타링크를 포함하여 전세계적으로 개발되는 (초)소형위성들은 저비용 및 경량의 군집위성 특징을 가지고 있으므로, COTS(Commercial Off-The-Shelf) 부품 사용 및 위성 중량, 형상, 대량생산 등을 고려하고 군집운용을 준비해야 한다. 특히 다중위성 운용시 주파수 간섭을 고려하여 MIMO(Multi Input Multi Output) 기술 개발 및 정부 차원의 주파수 확보를 위한 준비와 노력이 필요하다. 삼성전자와 SK하이닉스의 상용급 메모리 중에서 내방사선성이 좋은 메모리와 중소기업의 고신뢰성 패키징 및 우주환경시험 기술을 이용하는 우주급 메모리 분야는 우주산업화 전략으로 가능성이 있다. In this paper, the New Space characteristics and response of micro & small satellite, and space industrialization strategy using domestic technologies are described. Recently, micro & small satellites are developed worldwide, including Starlink, having the characteristics of low-cost, light-weight and satellite constellation. Therefore, it is necessary to prepare for the constellation operation by considering the use of Commercial Off-The-Shelf (COTS) parts, satellite weight, shape and mass production. In particular, it is necessary to develop Multi Input Multi Output (MIMO) technology in consideration of the frequency interference during constellation operation, and to prepare and make efforts to secure frequencies in the government. Among the commercial-grade memories of Samsung Electronics and SK Hynix, the space-grade memory field using radiation tolerant memory and the high reliable packaging and space environment test technology has potential as a space industrialization strategy.
고속 데이터 처리를 위한 과학기술위성 3호 대용량 메모리 유닛의 개념 설계
서인호(In-Ho Seo),오대수(Dae-Soo Oh),명로훈(Noh-Hoon Myung) 한국항공우주학회 2010 韓國航空宇宙學會誌 Vol.38 No.4
본 연구에서는 과학기술위성 2호와 비교 했을 때 고속의 데이터를 처리하고 대용량의 메모리를 관리해야하는 요구사항을 만족하기 위한 과학기술위성 3호 대용량 메모리 유닛의 설계 내용에 대해서 나타내었다. 이러한 요구사항을 만족하기 위해서, 두 개의 탑재체에서 각각 최대 100Mbps로 수신되는 데이터와 32Gb의 대용량 메모리를 처리하고 관리하는 역할을 FPGA가 직접 담당 하도록 설계하였다. 사용된 FPGA는 동작 속도가 빠르고 게이트 수가 많은 SRAM 기반의 Xilinx FPGA로써 우주 환경에서의 SEU를 극복하기 위해서 TMR 기법과 스크러빙 기법을 적용하고자 한다. This paper describes the conceptual design of mass memory unit for high speed data processing and mass memory management in the STSAT-3 compared to that of STSAT-2. The FPGA directly controls the data receiving from two payloads with the maximum 100Mbps speed and 32Gb mass memory management to satisfy these requirements. We used SRAM-based FPGA from XILINX having fast operating speed and large logic cells. Therefore, the Triple Modular Redundancy(TMR) and configuration memory scrubbing techniques will also be used to protect FPGA from Single Event Upset(SEU) in space.
과학기술위성 3호 대용량 메모리 유닛의 인증모델 설계 및 구현
서인호(In-Ho Seo),오대수(Dae-Soo Oh) 한국항공우주학회 2009 韓國航空宇宙學會誌 Vol.37 No.12
본 논문에서는 개발된 과학기술위성3호 대용량 메모리 유닛의 검증모델의 성능 및 환경시험 결과를 나타내었다. 과학기술위성3호 대용량 메모리 유닛은 적외선 영상시스템(MIRIS)과 초소형 영상 분광기(COMIS)에서 최대 100Mbps로 수신한 데이터를 32Gb의 메모리에 저장한 후 지상으로 10Mbps의 속도로 전송하는 임무를 수행한다. 탑재체 데이터 수신 시험과 데이터 수신 시스템으로의 데이터 전송 시험을 통해서 성능을 검증 하였다. 또한 발사체 환경과 우주 환경에서의 성능 확인을 위해서 진동 시험과 열진공 시험을 수행 하였다. This paper describes the design and test results of engineering qualification model(EQM) of mass memory unit(MMU) for STSAT-3. The MMU for STSAT-3 having 32Gb mass memory capacity is capable of receiving and transmitting the mission data from MIRIS(Multi-purpose IR Imaging System) and COMIS(Compact Imaging Spectrometer) at 100Mbps and 10Mbps. The performance of EQM MMU was verified by the tests of data receiving from two payloads and data transmission to the data receiving system. Moreover, the vibration and thermal vacuum test was performed to verify the launch vehicle and space environments.
과학기술위성 2호 대용량 메모리 유닛 시험모델 설계 및 구현
서인호(In-Ho Seo),유창완(Chang-Wan Ryu),남명룡(Myeong-Ryong Nam),방효충(Hyo-Choong Bang) 한국항공우주학회 2005 韓國航空宇宙學會誌 Vol.33 No.11
본 논문에서는 과학기술위성 2호 대용량 메모리 유닛(Mass Memory Unit, MMU)의 시험모델(Engineering Model, EM)을 개발하고 기능 및 성능 시험한 결과를 제시하였다. 성능 구현에 필요한 로직들을 별도의 전용 칩들을 사용하지 않고 하나의 FPGA에 구현함으로써 대용량 메모리 유닛을 소형화, 경량화하고 저전력으로 사용할 수 있도록 하였다. 대용량 메모리는 2Gbits SDRAM 모듈을 사용하였으며 파일 시스템을 운용하여 지상국에서의 데이터 관리가 용이 하도록 하였다. 대용량 메모리에서 발생하는 SEU(Single Event Upset)를 극복하기 위해서 RS(207,187) 코드가 소프트웨어로 구현되어 있어서 187바이트당 10바이트의 에러를 복구할 수 있다. 또한 탑재체 데이터의 수신 성능을 검증하기 위해서 시뮬레이터를 제작 하였다. This paper describes the design and implementation of engineering model(EM) of Mass Memory Unit(MMU) for Science and Technology Satellite 2(STSAT-2) and the results of integration test. The use of Field-Programmable Gate Array(FPGA) instead of using private electric parts makes a miniaturization and lightweight of MMU possible. 2Gbits Synchronous Dynamic Random Access Memory(SDRAM) module for mass memory is used to store payload and satellite status data. Moreover, file system is applied to manage them easily in the ground station. RS(207,187) code improves the tolerance with respect to Single Event Upset(SEU) induced in SDRAM. The simulator is manufactured to verify receiving performance of payload data.
과학기술위성3호의 X-대역 하향링크를 위한 RS(255,223) 코드 설계 및 성능 분석
서인호(In-Ho Seo),김병준(Byung-Jun Kim),이종주(Jong-Ju Lee),곽성우(SeongWoo Kwak) 한국항공우주학회 2010 韓國航空宇宙學會誌 Vol.38 No.2
과학기술위성3호에서는 탑재체 데이터를 지상으로 전송할 때 발생하는 데이터의 오류를 검출하고 정정하기 위해서 CCSDS에서 표준으로 채택하고 있는 RS(255,223) 코드를 사용 하였다. RS Encoder가 VHDL로 개발되어 대용량 메모리 유닛에 적용 되었으며 오류정정을 위한 Decoder는 지상국의 데이터 수신 처리 시스템에 적용 되었다. 본 연구에서는 RS(255,223) 코드의 설계와 성능 분석 결과를 나타내었다. 16 Mbps의 하향링크 시험을 통해서 BER 성능을 측정 하였으며 X-대역 송신기를 이용하여 통신 선로상에 인위적으로 에러를 인가 하였을 때의 RS(255,223) 코드의 에러 복원 결과를 나타내었다. (255,223) RS(Reed-Solomon) code which is the CCSDS(Consultative Committee for Space Data Systems) standard was used in the STSAT-3 to correct errors during the downlink of payload data. The RS encoder developed by VHDL was implemented in MMU(Mass Memory Unit). Moreover, the RS decoder developed by C-language was implemented in the DRS(Data Receiving System) of ground station. In this paper, we reported the design and analysis results of RS(255,223) for STSAT-3. The BER(Bit Error Rate) performance from MMU to DRS was confirmed through the downlink test at 16 Mbps. Also, the error correction performance and capability of RS(255,223) was tested by the manual attenuation of the RF(Radio Frequency) signal in the X-band transmitter resulting in putting some errors in the communication line.