무인기의 비행제어컴퓨터는 운용의 안정성 및 신뢰성을 높이기 위해 다중화 구조로 설계되고 있다. 본 논문에서는 Power Supply Board (PSB), Enhanced GPS/INS (EGI) 및 Flight Control Computer (FCC)로 구성된 Integrated Flight Control Computer (IFCC)를 이중으로 구성하고, 해당 IFCC의 입출력을 제어하는 Signal Routing Interface Card (SRIFC)를 통해 무인기의 안정성 및 신뢰 성을 확보할 수 있도록 설계 및 구현하였다. 전원 공급에 관해서는 안정적인 전원 공급을 위한 이중화 전원 분배 회로를 구현하였다. 또한 이중화 IFCC간의 정보 교환을 위해 Cross-Channel Data Link (CCDL)을 구현하였다. 이중으로 구성한 IFCC와 달리 SRIFC는 단일 보드로 구현하였으며, 기능 고장의 위험성을 최소화하기 위해 FPGA를 사용하여 단순하게 설계하였다. SRIFC는 IFCC의 식별을 위한 ID 값을 이산신호로 전달한다. 외부 장비의 모든 신호는 각 IFCC에 전달해주며, 각 IFCC에서 출력하는 신호는 주 IFCC의 신호만을 전달한다. 해당 기능은 IFCC에 의한 수동 제어 및 SRIFC에 의한 자동 제어 기능으로 동작한다.

Design and Implementation of IFCC Redundancy for Improving the Stability and Reliability of UAVs

Min Kim, Hui-gyeom Cho, Jin-ho Bae*

The Flight Control Computer (FCC) of the drone is designed with a redundancy structure to increase the stability and reliability of operation. In this paper, an Integrated FCC (IFCC) consisting of Power Supply Board (PSB), Enhanced GPS/INS (EGI), and FCC was designed and implemented to ensure the stability and reliability of the drone through Signal Routing Interface Card (SRIFC) that controls the input and output of the IFCC. Regarding power supply, a redundant power distribution circuit for stable power supply was implemented. In addition, CCDL was implemented for information exchange between redundant IFCCs. Unlike the redundant IFCC, SRIFC was implemented as a single board and was designed simply using FPGA to minimize the risk of functional failure. The SRIFC transmits an ID value for identification of the IFCC as a discrete signal. All signals from external equipment are transmitted to each IFCC, and the signals output from each IFCC transmit only the signals from the primary IFCC. These function operates as a manual control by each IFCC and automatic control by SRIFC.

Keywords: flight control computer (FCC), redundancy system, unmanned aerial vehicle (UAV)

Speaker 김민 덕산넵코어스