Portabilidad del software de aplicación de la ICU de EPD utilizando Zephyr RTOS sobre un SoC RISC-V sintetizado en la placa Nexys A7
Este Trabajo Fin de Máster aborda la portabilidad del software de aplicación de la Unidad de Control de Instrumento (ICU) del EPD a un entorno embebido basado en Zephyr RTOS y un SoC RISC-V sintetizado en FPGA Nexys A7 (VeeRwolf). La motivación se enmarca en la creciente necesidad de soluciones abie...
| Autor: | |
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| Tipo de documento: | dissertação |
| Data de publicação: | 2025 |
| País: | España |
| Recursos: | Universidad de Alcalá (UAH) |
| Repositório: | e_Buah Biblioteca Digital Universidad de Alcalá |
| Idioma: | espanhol |
| OAI Identifier: | oai:dnet:ebuahbibliot::676d7d416212780f9d89f8741a2ededf |
| Acesso em linha: | http://hdl.handle.net/10017/69026 |
| Access Level: | Acceso aberto |
| Palavra-chave: | Zephyr RTOS EDROOM RTEMS/FreeRTOS RISC-V SoC (VeeRwolf) en FPGA Nexys A7 Semáforos recursivos e IRQs RISC-V SoC (VeeRwolf) on Nexys A7 FPGA Recursive semaphores and IRQs Informática Computer science |
| Resumo: | Este Trabajo Fin de Máster aborda la portabilidad del software de aplicación de la Unidad de Control de Instrumento (ICU) del EPD a un entorno embebido basado en Zephyr RTOS y un SoC RISC-V sintetizado en FPGA Nexys A7 (VeeRwolf). La motivación se enmarca en la creciente necesidad de soluciones abiertas, modulares y eficientes para sistemas espaciales, donde las restricciones de recursos, la fiabilidad y el cumplimiento de temporización en tiempo real resultan críticos. El proyecto se ha estructurado en tres ejes principales. En primer lugar, la configuración hardware del SoC VeeRwolf en la FPGA, que proporciona un entorno flexible y reproducible para la ejecución de aplicaciones espaciales. En segundo lugar, la integración del RTOS Zephyr (v2.7.4) mediante el desarrollo de una capa de abstracción (OSAL) compatible con EDROOM, que permite reutilizar código previamente empleado en plataformas como RTEMS o FreeRTOS. Por último, la adaptación y validación del software de aplicación de la ICU de EPD, verificando la correcta ejecución de servicios PUS (Packet Utilisation Standard) esenciales, como telemetría de verificación, housekeeping o monitorización. Durante el desarrollo se han identificado y resuelto múltiples desafíos de integración: desde la gestión de tareas, temporización y sincronización hasta el soporte parcial de semáforos recursivos e interrupciones en Zephyr. La validación incluyó la comparación funcional frente a una salida de referencia, obteniendo un grado de conformidad superior al 75 por ciento en la secuencia nominal de TC/TM, con las divergencias localizadas principalmente en instrumentación de depuración y parámetros estocásticos de housekeeping. Los resultados demuestran que la portabilidad de software espacial crítico sobre RISC-V y Zephyr es viable, preservando la semántica de servicios PUS y habilitando un entorno más abierto, modular y escalable que las soluciones tradicionales. Aun cuando se mantienen líneas de mejora —como la incorporación de temporización en semáforos recursivos, la gestión global de IRQs y la instrumentación configurable—, el sistema resultante satisface los requisitos funcionales de la ICU de EPD y establece una base sólida para futuras iteraciones. |
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