天問一号のミッションは深宇宙探査ミッションに属し、高解像度カメラの主制御ユニットは長時間稼働します。主制御FPGAの単一粒子効果耐性および信頼性向上のため、逆ヒューズFPGAを採用してソフトウェアシステムを設計しました。主制御FPGAが管理する焦点調整ユニット、タイムコードの時刻守時校正などの機能は安全クリティカルな項目です。ソフトウェアの堅牢性向上のため、主制御FPGAは焦点調整機構の光学機械構造に基づき、加減速曲線に基づく二重分割制御方式を設計し、焦点調整速度を満たしつつ機構の共振周波数を避け、ステッピングモーター駆動の焦点調整機構の安定した運転を実現しました。一方、天問一号の周回器が環火段にあるとき、高解像度カメラは撮影任務を実行する必要があり、撮影指令は遅延指令で時間精度が高い要件があります。これを踏まえ、主制御FPGAはタイムコードの守時校正機能を設計し、高解像度カメラが任務区間で正確に撮影任務を遂行することを確保しました。実験結果から、焦点調整機構の速度立ち上がり時間は112.2ms、時刻守時の精度は1.25秒であることが示されました。焦点調整ユニットの安定した運転と信頼性の高い守時システムを実現しました。

逆ヒューズFPGA;ステッピングモーター;加減速曲線;恒星時管理