L`instrument LFR

RPW-MEB-LFR-RH
Prestation: Spécification du logiciel de vol LFR
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Issue 1
Rev. : 0
Date : 07 SEP 2012
Consortium RPW
Instrument LFR
Prestation :
Spécification du logiciel de vol de LFR
Définition des besoins
1 INTRODUCTION
1.1 Objet du document
Dans le cadre de la mission Solar Orbiter, le LPP (Laboratoire de Physique des Plasmas) a la
responsabilité technique du développement de l’analyseur de données embarqué LFR (Low
Frequency Receiver) ainsi que de son logiciel de vol.
Ce document définit les besoins relatifs à une prestation de service autour de la spécification
du logiciel de vol de LFR.
Le chapitre 2 rappelle le contexte du projet (le LPP, la mission Solar Orbiter, l’expérience
RPW, l’instrument LFR et son logiciel de vol).
Le chapitre 3 définit les activités faisant partie du périmètre de la prestation.
Le chapitre 4 identifie les principaux livrables et les échéances associées.
Le chapitre 5 identifie le profil de l’ingénieur prestataire.
1.2 Références
RD1
RD2
RD3
RD4
RD5
Document title
Software
Software product assurance
RPW Software system specification
LFR
Software
Requirements
Specification
ICD Software
Document reference
ECSS-E-ST-40 C
ECSS-Q-ST-80 C
RPW-SYS-SSS-00013-LES
RPW-MEB-LFR-SRS-00020-1-2
Ver.
RPW-SYS-MEB-LFR-ICD
4.0
1.2
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1.3 Acronymes et abbreviations
CNES
DPU
ESA
ICD
LESIA
LFR
LPP
MEB
RPW
SRS
SSS
Centre National d’Etudes Spatiales
Digital Processing Unit
Agence Spatiale Européenne
Interface Control Document
Laboratoire d’Etudes Spatiales et d’Instrumentation en Astrophysique
Low Frequency Receiver
Laboratoire de Physique des Plasmas
Main Electronic Box
Radio Plasma Waves
Software Requirements Specification
Software System Specification
2 CONTEXTE
2.1 Le LPP
La Laboratoire de Physique des Plasmas a pour vocation la recherche scientifique dans le
domaine de la physique des plasmas, en laboratoire et en milieu spatial. L’équipe recherche
spatiale du LPP conçoit et réalise des instruments scientifiques embarqués à bord de satellites,
de sondes ou de fusée balistiques. Parmi ces instruments, on trouve principalement les
magnétomètres alternatifs (fluxmètres), les analyseurs de données embarqués, et les
analyseurs et détecteurs de particules.
2.2 La mission Solar Orbiter et l’expérience RPW
La sonde Solar Orbiter, dont le lancement est prévu en 2017, se rapprochera du Soleil, à
moins de 60 fois le rayon solaire, pour étudier les régions sources du vent solaire. Elle
observera les régions polaires de notre étoile et fournira des informations uniques pour
comprendre son fonctionnement et sa variabilité, grâce à des mesures à distance et in situ.
Six des dix instruments embarqués sur Solar Orbiter comporteront des contributions
instrumentales françaises. Parmi eux, l’expérience Radio and Plasma Waves (RPW) est placée
sous la responsabilité scientifique du LESIA, et la responsabilité technique du CNES.
L’expérience Radio and Plasma Waves (RPW) a été proposée par un consortium international
conduit par le LESIA (PI : M. Maksimovic) en réponse à l’appel à d’offre de l’ESA pour
Solar Orbiter. Les objectifs de cet instrument, permettant à la fois des observations in-situ et
de télédetection (émissions radio solaires), sont de mesurer, d’une part les ondes électriques
depuis le continu jusqu’à 16 MHz et d’autre part les ondes magnétiques depuis quelques
Hertz jusqu’à 500 kHz.
L’analyseur LFR fait partie de la suite d’instrument RPW.
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2.3 L’instrument LFR
LFR est un des trois analyseurs de données de RPW. Ses principaux objectifs sont les
suivants :



Echantillonnages (f0 = 24576 Hz) des formes d’ondes issus de capteurs de champ
magnétique, et de champ électrique.
Traitements numériques des formes d’ondes échantillonnées :
o Filtrage numérique et sous-échantillonnages à différentes fréquences (4096Hz,
256Hz, 16Hz).
o Calcul à bord de paramètres caractéristiques des ondes électromagnétiques
(puissance, ellipticité…).
Transmission des produits des calculs ainsi que de produits intermédiaires au DPU
pour transmission au sol (communication par protocole SpaceWire).
Figure 1 Synoptique de l'instrument LFR. Les signaux préfixés BIAS_, VHF_ et SCM_
proviennent de capteurs électromagnétiques.
L’architecture de l’instrument est présenté Figure 1. Les traitements sont effectués dans un
FPGA Actel RTAX4000D dans lequel sont instanciés différents modules et notamment un
processeur Leon3 sur lequel le logiciel de vol est exécuté.
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2.4 Le logiciel de vol de LFR
L’instrument LFR contient un seul logiciel de vol. Le boot est effectué à distance par le DPU
(le LESIA est responsable de l’architecture contrôle/commande du système RPW et de la
spécification système logicielle de l’ensemble).
Le rôle du logiciel de vol de LFR est le suivant :




Surveiller le fonctionnement de l’analyseur (génération de HK).
Configurer le fonctionnement de l’analyseur et gérer les modes.
Synchroniser les acquisitions.
Acquérir les données scientifiques, les dater, réaliser des prétraitements et les
transmettre au DPU.
3 ACTIVITÉS
3.1 Général
Le prestataire travaillera dans les locaux du LPP, au sein de l’équipe en charge du
développement de LFR. Actuellement, l’équipe LFR est constitués de :





1 ingénieur chef de projet
1 ingénieur responsable hardware
1 ingénieur en développement VHDL
1 responsable assurance qualité hardware (20%)
1 responsable assurance qualité software (20%)
Le prestataire aura pour principal interlocuteur le chef de projet technique du logiciel de vol
de LFR.
La durée de la prestation est de : 4 mois. La prestation pourra être prolongée au delà des 4
mois suite à un conseil d’administration du CNES devant se dérouler en octobre 2012.
3.2 Entrées
Les principales entrées du prestataire seront :




La spécification système logicielle de RPW (SSS) qui couvre l’intégralité des logiciels
de vol de RPW.
La spécification technique de LFR.
L’ICD software LFR.
Les documents de référence de l’Agence Spatiale Européenne ainsi que du CNES pour
la tenue des PDRs (Preliminary Design Reviews).
3.3 Définition des tâches
Les projets spatiaux sont jalonnés de revues définies dans les documents de référence de
l’Agence Spatiale Européenne et du CNES. La Preliminary Design Review (PDR) hardware a
été menée en avril 2012. La PDR software est prévue pour la fin 2012.
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La présente prestation concerne la constitution du package de données à livrer à la PDR
software. Le prestataire aura la responsabilité de la constitution du package (création des
documents, rédactions éventuelles, suivi des documents rédigés par des tiers) en collaboration
avec les ingénieurs du LPP et du LESIA.
3.3.1 Echéancier actuel pour la PDR software
Le besoin de prestation est déterminé par le calendrier de la PDR software. Le calendrier
prévisionnel ci-dessous est donné à titre indicatif.




16/11/2012 : Envoi par l’équipe LFR du package de documentation préliminaire au
projet et au groupe de revue
20/11/2012 : Présentation du logiciel de vol LFR au CNES à Paris (spécification,
design, process, status du développement…)
06/12/2012 : Fin de la rédaction des RIDs par le groupe de revueEnd of the RID
redaction by the review group (utilisation du système JIRA mis en place par le
LESIA)
20/12/2012 : Réunion au CNES à Paris
3.3.2 Package de document à fournir
Le package de documentation à fournir pour la PDR est le suivant :













Software Requirement Specification (SRS) => document déjà disponible, à finaliser
SRS compliance matrix against the SSS => document déjà disponible, à finaliser
(document donnant pour chaque exigence du logiciel : la méthode de vérification et la
version du logiciel permettant la vérification)
Test System architecture & function description (covering EGSE & S/W GSE)
Software Design Document (SDD), draft version
Software Configuration File (SCF) : to be confirmed
Software Reuse File (SRF)
Validation Plan (SValP)
Performance analysis and justifications: CPU budget & Memory budget
Software Development Plan (SDP)
Software Development Schedule
Software Product Assurance Plan (SPAP)
Coding standards
Software product assurance milestone report (SPAMR) : to be confirmed
4 PROFIL
L’ingénieur prestataire doit être un ingénieur confirmé ayant une expérience professionnelle
lui permettant d’être immédiatement opérationnel dans les tâches qui lui seront confiées.
En particulier, il doit avoir les caractéristiques suivantes :

Expérience dans l’ingénierie des exigences et plus particulièrement dans le domaine
de la rédaction de spécifications techniques logicielles.
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
Expérience dans les logiciels de vol et l’informatique embarquée spatiale (la
connaissance des processeurs LEON et de la technologie SpaceWire serait un plus).

Expérience dans le domaine de la validation des logiciels de vol.

Si possible, connaissance des standards ESA ECSS-E-ST-40C et ECSS-Q-ST-80C.