Segregated FLS Processing Cores for V/STOL Autonomous Landing Guidance Assistant System using FPGA

要約

道路や駐車場は車両で極度に渋滞し、人類全体の発展成長の持続可能性を維持するためには、新たな解決策を模索することは選択の余地がなくなることが十分に予想されます。
このような問題は、限られたスペースでの着陸能力の効率を高めるために本質的に垂直および/または短距離離陸・着陸（V/STOL）機能に依存する改良世代のアーバン・エア・モビリティ（UAM）車両を開発することで克服できる可能性がある。
駐車場。
このような UAM ビークルに効率的で安全な V/STOL 機能を統合する複雑さは、着陸および離陸のための従来の通常の技術と比較して著しく困難です。
効率的な V/STOL 機能は、CPS-5C アーキテクチャなどの完全かつ協調的なサイバーフィジカル システム (CPS) 処理アーキテクチャによって実行される必要があります。
この論文では、垂直着陸メカニズムの信頼性を高めるために、V/STOL 自律着陸誘導支援システム (ALGAS2) 処理ユニットの 2 つの CPS-5C 物理層のみを提案しました。
提案された V/STOL-ALGAS2 システムは、高度な制御ユニットとしてファジー ロジック システム (FLS) に依存しています。
さらに、提案された ALGAS2 システムは、完全に並列かつ独立した方法でデータを処理する 4 つの対称かつ分離された処理 ALGAS2 コアに依存し、未来の UAM 車両に不可欠な多くのセキュリティおよび安全要素を強化します。
提案されている ALGAS2 デジタル回路アーキテクチャは、MATLAB と VHDL を使用して設計されています。
また、Intel Altera OpenVINO FPGA ボードを使用した実装および検証テストのためにさらに分析されています。
提案された ALGAS 処理ユニットは、最大約 21.22 ギガ オペレーション/秒 (GOPS) の計算処理性能を達成しました。

要約(オリジナル)

It is highly predicted that the roads and parking areas will be extremely congested with vehicles to the point that searching for a novel solution will not be an optional choice for conserving the sustainability rate of the overall humanity’s development growth. Such issue could be overcome by developing modified generations of the Urban Air Mobility (UAM) vehicles that essentially depend on the Vertical and/or Short Take-Off and Landing (V/STOL) feature to increase the efficiency of landing capabilities on limited-space parking areas. The complexity of integrating an efficient and safe V/STOL feature in such UAM vehicles is notably difficult comparing with the conventional and normal techniques for landing and take-off. The efficient V/STOL feature should be carried out by a complete and collaborative Cyber-Physical System (CPS) processing architecture, such as the CPS-5C architecture. In this paper, we only proposed two CPS-5C physical layers of a V/STOL Autonomous Landing Guidance Assistant System (ALGAS2) processing unit to increase the reliability of the vertical landing mechanism. The proposed V/STOL-ALGAS2 system depends on Fuzzy Logic System (FLS) as the advanced control unit. Furthermore, the proposed ALGAS2 system depends on four symmetric and segregated processing ALGAS2 cores that processing the data in a fully parallel and independent manner to enhance many essential security and safety factors for the futuristic UAM vehicles. The proposed ALGAS2 digital circuits architecture has been designed using MATLAB and VHDL. Also, it has been further analyzed for the implementation and validation tests using the Intel Altera OpenVINO FPGA board. The proposed ALGAS processing unit attained a maximum computational processing performance of about 21.22 Giga Operations per Seconds (GOPS).

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