Eine Ariane-5-Rakete hat die JUICE-Sonde der Europ\u00e4ischen Weltraumorganisation in den Weltraum geschossen und die Sonde auf ihre 8-j\u00e4hrige Reise zum Jupiter gebracht, wo sie unter dem Eis der Monde des Planeten nach Leben suchen wird. Zu den komplexen Instrumenten an Bord des JUpiter ICy Moons Explorer geh\u00f6rt eines, das ein Neutral- und Ionengas-Massenspektrometer (NIM) der Universit\u00e4t Bern verwendet, welche XJTAG ausgew\u00e4hlt hat, um zu \u00fcberpr\u00fcfen, ob wichtige L\u00f6tstellen auf der Steuerplatine fehlerfrei sind.<\/p>\n
Die Abteilung Weltraumforschung & Planetologie des Physikalischen Instituts der Universit\u00e4t Bern ist f\u00fchrend in der Weltraumforschung. Es genie\u00dft international einen hervorragenden Ruf und wurde ausgew\u00e4hlt, das Massenspektrometer f\u00fcr das Projekt zu entwerfen und zu bauen. Die Abteilung entwickelt wissenschaftliche Instrumente f\u00fcr Raumfahrzeuge zur Planetenerkundung f\u00fcr Missionen, die von mehreren gro\u00dfen Weltraumagenturen geleitet werden und unterh\u00e4lt komplexe Einrichtungen zum Testen und Kalibrieren dieser wissenschaftlichen Instrumente.<\/p>\n
Das NIM enth\u00e4lt eine zentrale Steuerungs- und Verarbeitungs-PCBA mit einer AMD-Xilinx\u2122 Virtex\u2122-4 FPGA, einem ADC, DC\/DC-Wandlern, Leistungsfiltern, einem analogen Frontend und Elektronik zur Steuerung der Motoren. W\u00e4hrend der Entwicklung des Spektrometers stellte das Team fest, dass die Platine nach einer Weile Funktion ausfiel. Die Boundary-Scan-Software XJAnalyser von XJTAG wurde zum Debuggen der best\u00fcckten Platine verwendet und lokalisierte schnell eine defekte L\u00f6tstelle unter der FPGA, die auf einem Ceramic Column Grid Array verpackt war. Matthias L\u00fcthi (Systemingenieur, Electronik) sagte: \u201eEs erm\u00f6glichte uns einen einfachen Low-Level-Zugriff auf die einzelnen Pins der FPGA. Nach erfolgreicher Lokalisierung der fehlerhaften L\u00f6tstelle wurde das Testen mit XJTAG Teil des Standardentwicklungsverfahrens f\u00fcr alle zuk\u00fcnftigen NIM-Steuer-PCBs Versammlungen.\u201c<\/p>\n
Die Geschwindigkeit, mit der XJAnalyser lief und zum Testen des Boards verwendet wurde, trug ma\u00dfgeblich dazu bei, warum XJTAG ausgew\u00e4hlt wurde. \u201eVon den verschiedenen getesteten Tools bot XJTAG den schnellsten Ansatz, um zu \u00fcberpr\u00fcfen, ob eine bestimmte L\u00f6tstelle unserer FPGA fehlerhaft war\u201c, erkl\u00e4rte Matthias. \u201eEs dauerte buchst\u00e4blich ein paar Minuten, um ein Signal auf dem betreffenden Pin auszugeben und den Spannungspegel auf einem Multimeter zu \u00fcberwachen. Das schnelle Umschalten und Lesen eines bestimmten Pins kann in wenigen Sekunden erfolgen, sobald die JTAG-Kette eingerichtet ist.\u201c XJAnalyser wird jetzt bei jedem Aufbau verwendet, um die Konnektivit\u00e4t zwischen der FPGA und den Board-to-Board-Anschl\u00fcssen zu \u00fcberpr\u00fcfen.<\/p>\n
XJAnalyser bietet eine Echtzeit-Visualisierung der JTAG-Komponenten eines Boards und ist auf Board-Bring-up und Debugging ausgerichtet. Die intuitive grafische Darstellung dieser ICs bietet eine einfache M\u00f6glichkeit, einzelne Pins zu steuern, und f\u00e4rbt die Pins ein, um die von ihnen zur\u00fcckgelesenen digitalen Werte deutlich anzuzeigen. Matthias L\u00fcthi lobte die intuitive GUI von XJAnalyser, die schnelle Einrichtung und die einfache Lizenzierung.<\/p>\n
Das fertiggestellte Spektrometer wurde in das Particle Environment Package der Raumsonde integriert, das mindestens drei Jahre damit verbringen wird, die Plasmaumgebung des Jupiter-Systems zu charakterisieren und seine drei gro\u00dfen ozeanf\u00fchrenden Monde Ganymed, Callisto und Europa zu untersuchen.<\/p>\n","protected":false},"excerpt":{"rendered":"
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