Pi of the Sky – naukowy projekt badawczy powstały z inicjatywy prof. Bohdana Paczyńskiego służący do automatycznej obserwacji nieba w poszukiwaniu rozbłysków optycznych pochodzenia kosmicznego. Aparatura zainstalowana jest w obserwatorium Uniwersytetu Warszawskiego w Las Campanas Observatory na pustyni Atacama w Chile. W realizacji projektu uczestniczy zespół naukowców i inżynierów z Instytutu Problemów Jądrowych im. Andrzeja Sołtana, Instytutu Fizyki Doświadczalnej UW, Instytutu Systemów Elektronicznych Politechniki Warszawskiej, Wydziału Fizyki Politechniki Warszawskiej, Centrum Fizyki Teoretycznej PAN i Centrum Badań Kosmicznych PAN. Program Pi of the Sky działa od 2004 roku.

NUDP

NUDP to protokół powstały w 2005 roku początkowo na potrzeby astrofizycznego projektu Pi of the Sky. Protokół ten służy do komunikacji komputerów z kamerami za pośrednictwem interfejsu Ethernet (LAN) w topologi master-slave. Jego zastosowanie to lokalne uproszczone sieci sensorowe (WSN).

Impulsem do powstania nowego protokołu było płynne przejście ze stosowanego w prototypie kamer CCD interfejsu USB. Z powodu ograniczonych zasobów platformy sprzętowej, opartej na mikrokontrolerze serii 8051 i układ FPGA, należało zaimplementować „lekki” stos sieciowy bez protokołu TCP, a więc tylko ARP, IP/ICMP oraz UDP.

Powszechnie znany protokół UDP zapewnia wsparcie przez wszystkie współczesne systemy operacyjne, jednak nie gwarantuje, że datagramy dotrą do odbiorcy we właściwej kolejności oraz że w ogóle dotrą i zostaną odebrane. Te wady koryguje właśnie protokół NUDP, który jest kapsułkowany w protokole UDP jako jego dane.

NUDP składa się z dwóch głównych pól: nagłówka oraz opcjonalnie danych (data). Nagłówek NUDP składa się z 8 bajtów. Rozmiar pola danych nie przekracza 1450 bajtów tak, aby wszystkie nagłówki (IP, UDP, NUDP) wraz z danymi zmieściły się w maksymalnym rozmiarze ramki Ethernet. Struktura pakietu NUDP prezentuje się następująco:

[FF 00 TY CH NU MB ER HI] [optional data]

  • FF 00 – ID, 2 bajty identyfikujące w zapisie szesnastkowym
  • TY – bajt type, którego bity reprezentują:
    • 7 – bit ACK, bit potwierdzenia, ustawiany tylko przez kamerę – slave (nigdy przez komputer – master)
    • 6..4 – wersja protokołu (dla obecnej implementacji są to zera)
    • 3..0 – typ pakietu (type of packet, top)
  • CH – checksum, suma kontrolna, przyjmuje taką wartość, aby suma 8 bajtów całego nagłówka liczone w słowie 8-bitowym wynosiła 0, inaczej jest to zanegowana 8-bitowa suma pozostałych 7 bajtów nagłówka
  • NU MB ER HI – 32-bitowe pole number, gdzie HI to najbardziej znaczący bajt MSB, może też być interpretowane jako 2 pola 16-bitowe

Typy pakietów (pole top):

  • 0 – wykonaj polecenie, pole number zawiera numer (kod) polecenia i opcjonalnie jego argumenty
  • 1 – RFU (zarezerowane)
  • 2 – ustaw wartość rejestru, numer rejestru w polu number (32-bitowa przestrzeń adresowa), wartość w polu data
  • 3 – odczytaj wartość rejestru, numer rejestru w polu number
  • 4 – ustaw wartość rejestru, numer rejestru w polu NU MB (16-bitowa przestrzeń adresowa), wartość w polu ER HI
  • 5 – odczytaj wartość rejestru, numer rejestru w polu NU MB
  • 6 – retransmisja pakietu danych RAW
  • 7 – dane RAW (typ ustawiany tylko przez kamerę)
  • 8...15 – RFU

Własności i zalety

  • kapsułkowany poprzez datagram UDP
  • pozwala zachować kolejność pakietów, numerując je
  • umożliwia retransmisję zagubionych pakietów
  • zapewnia dotarcie pakietów poprzez zastosowanie metody potwierdzania od strony kamery

Przypisy

  1. ↑ Mrugające światła kosmosu, artykuł w „Rzeczpospolitej” z 11 września 2008.
  2. ↑ J. Uzycki, G. Kasprowicz, M. Mankiewicz, K. Nawrocki, P. Sitek, M. Sokolowski, R. Sulej, W. Tlaczala, Data transmission protocol for “Pi of the Sky” cameras, XVII IEEE-SPIE Symposium on Photonics, Electronics and Web Engineering WILGA 2006, Proc. SPIE Vol. 6347, October 2006.

Linki zewnętrzne

This article is issued from Wikipedia. The text is licensed under Creative Commons - Attribution - Sharealike. Additional terms may apply for the media files.