The aim of this thesis is to implement a Functional Modelling of a space digital electronic equipment devoted to data storage, maintenance, format and downlink based on a non-volatile Solid State Mass Memory (SSMM) area. The innovative features of this thesis work lie in: - modelling task, implemented for the first time for a Payload SSMM Equipment with the ARCADIA methodology considering all its three components: Hardware (HW), Firmware (FW) and Software (SW); - the advanced technological and system design aspects of this SSMM equipment under development in Thales Alenia Space, made of several high speed Field Programmable Gate Array (FPGAs) and with both Bootstrap (BSW) and Application Software (ASW) ruling them. The two above-mentioned topics stimulated the present thesis development towards both academic and industrial interests, in particular: - in the academic field: to provide guidelines about an organised and methodical approach to system engineering, through the use of the functional modelling tool Eclipse Capella™ applied at space equipment level and to the management of Requirements associated with design phase of a space project, down to their allocation to each functional block of the model; - in the industrial field: to develop a real description of the equipment Architecture locked to the Requirements and to give an input to the Test Design phase with usage of the exchange scenarios developed in the model, to drive the Functional Test to be executed on the equipment itself. The thesis was carried out between September 2022 and July 2023 at Thales Alenia Space’s Milan site in Gorgonzola, within the Integration, Verification & Validation (IVV) department of Computing, Data Handling & Science-Special (CDHS) Product Line.

Lo scopo di questa tesi è quello di implementare la Modellazione Funzionale di un apparecchiatura elettronica digitale spaziale dedicata all’archiviazione, manutenzione, formattazione e downlink dei dati, basata su una memoria di massa allo stato solido (SSMM) non volatile. Le caratteristiche innovative di questo lavoro risiedono: - nella attività di modellazione, implementata per la prima volta ad un Equipaggiamento SSMM di un Payload, attraverso la metodologia ARCADIA e considerando tutte le sue tre componenti: Hardware (HW), Firmware (FW) e Software (SW); - negli aspetti tecnologici avanzati e nel design di sistema di questa SSMM in fase di sviluppo presso Thales Alenia Space, composta da diversi Field Programmable Gate Array (FPGAs) ad alta velocità e con entrambe le caratteristiche di Bootstrap (BSW) e Software Applicativo (ASW). I due argomenti sopra citati hanno stimolato lo sviluppo della presente tesi verso interessi sia accademici che industriali, in particolare: - in ambito accademico: per fornire delle linee guida ad un approccio organizzato e metodico all’ingegneria dei sistemi attraverso l’uso dello strumento di modellazione funzionale Eclipse Capella™ applicato a livello delle apparecchiature spaziali e alla gestione dei requisiti associati alle varie fasi di progettazione, fino alla loro assegnazione, a ciascun blocco funzionale del modello; - in ambito industriale: per sviluppare una descrizione reale dell’architettura della apparecchiatura modellata in base ai requisiti e per fornire un input durante la fase di Design dei Test attraverso l’impiego di exchange scenarios sviluppati nel modello, per guidare il test funzionale da eseguire sull’apparecchiatura stessa. La tesi è stata svolta tra settembre 2022 e luglio 2023 presso la sede milanese di Thales Alenia Space a Gorgonzola, nel dipartimento di Integration, Verification & Validation (IVV) della linea di prodotto di Computing, Data Handling & Science-Special (CDHS).

Functional modelling of a Solid State Mass Memory for space applications by Eclipse Capella tool

Tanzer, Daniel William
2022/2023

Abstract

The aim of this thesis is to implement a Functional Modelling of a space digital electronic equipment devoted to data storage, maintenance, format and downlink based on a non-volatile Solid State Mass Memory (SSMM) area. The innovative features of this thesis work lie in: - modelling task, implemented for the first time for a Payload SSMM Equipment with the ARCADIA methodology considering all its three components: Hardware (HW), Firmware (FW) and Software (SW); - the advanced technological and system design aspects of this SSMM equipment under development in Thales Alenia Space, made of several high speed Field Programmable Gate Array (FPGAs) and with both Bootstrap (BSW) and Application Software (ASW) ruling them. The two above-mentioned topics stimulated the present thesis development towards both academic and industrial interests, in particular: - in the academic field: to provide guidelines about an organised and methodical approach to system engineering, through the use of the functional modelling tool Eclipse Capella™ applied at space equipment level and to the management of Requirements associated with design phase of a space project, down to their allocation to each functional block of the model; - in the industrial field: to develop a real description of the equipment Architecture locked to the Requirements and to give an input to the Test Design phase with usage of the exchange scenarios developed in the model, to drive the Functional Test to be executed on the equipment itself. The thesis was carried out between September 2022 and July 2023 at Thales Alenia Space’s Milan site in Gorgonzola, within the Integration, Verification & Validation (IVV) department of Computing, Data Handling & Science-Special (CDHS) Product Line.
LEO, ARSENIO
ING - Scuola di Ingegneria Industriale e dell'Informazione
18-lug-2023
2022/2023
Lo scopo di questa tesi è quello di implementare la Modellazione Funzionale di un apparecchiatura elettronica digitale spaziale dedicata all’archiviazione, manutenzione, formattazione e downlink dei dati, basata su una memoria di massa allo stato solido (SSMM) non volatile. Le caratteristiche innovative di questo lavoro risiedono: - nella attività di modellazione, implementata per la prima volta ad un Equipaggiamento SSMM di un Payload, attraverso la metodologia ARCADIA e considerando tutte le sue tre componenti: Hardware (HW), Firmware (FW) e Software (SW); - negli aspetti tecnologici avanzati e nel design di sistema di questa SSMM in fase di sviluppo presso Thales Alenia Space, composta da diversi Field Programmable Gate Array (FPGAs) ad alta velocità e con entrambe le caratteristiche di Bootstrap (BSW) e Software Applicativo (ASW). I due argomenti sopra citati hanno stimolato lo sviluppo della presente tesi verso interessi sia accademici che industriali, in particolare: - in ambito accademico: per fornire delle linee guida ad un approccio organizzato e metodico all’ingegneria dei sistemi attraverso l’uso dello strumento di modellazione funzionale Eclipse Capella™ applicato a livello delle apparecchiature spaziali e alla gestione dei requisiti associati alle varie fasi di progettazione, fino alla loro assegnazione, a ciascun blocco funzionale del modello; - in ambito industriale: per sviluppare una descrizione reale dell’architettura della apparecchiatura modellata in base ai requisiti e per fornire un input durante la fase di Design dei Test attraverso l’impiego di exchange scenarios sviluppati nel modello, per guidare il test funzionale da eseguire sull’apparecchiatura stessa. La tesi è stata svolta tra settembre 2022 e luglio 2023 presso la sede milanese di Thales Alenia Space a Gorgonzola, nel dipartimento di Integration, Verification & Validation (IVV) della linea di prodotto di Computing, Data Handling & Science-Special (CDHS).
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