No.884

CSP (Cubesat Space Protocol) プロトコル

● (No.884) CSP (Cubesat Space Protocol) プロトコル  (2015年10月7日)
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最近、どの衛星にも CSP (CubeSat Space Protocol) が搭載されていて、今後の
小型衛星の標準になりそうな予感のするプロトコルです。情報を収集しました。


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Cubesat Space Protocol(CSP) は、Cubesats衛星のために設計されたネットワー
ク層配信プロトコルです。 2008年にオールボー大学(Denmark)の学生グループの
アイデアによって開発され、さらに 2011年に打ち上げ予定の AAUSAT-3 Cubesat
ミッションのために開発されました。(訳注.2013年2月25日に打ち上げ成功)

プロトコルは、トランスポンダーとネットワーク層の両方の情報を含む32ビット
のヘッダーに基づいています。 その装置は、Atmel の 8ビットAVRマイクロプロ
セッサー および32ビットARM, AVRのような (これに限定されるものではないが)
システムに組み込むために設計されました。 この装置は、GNU_C言語で書かれて
おり、現在、Linux と BSD のような FreeRTOS や POSIS といったオペレーティ
ングシステム上で実行するように移植されています。

3文字に略される CSP は、もともと最初の MAC層ドライバーが CANパスのために
書かれたため、CAN Space Protocol の略でした。物理層は、spacelink や I2C,
RS-232インターフェイスをサポートするように拡張されたので、省略形の表現を
変えることなく、より一般的な Cubesat Space Protocol に変更されました。

プロトコルとその装置は今日、オールボー大学の学生と spin-off (訳注.特定の
部門を独立させた新企業という意味) のGomSpace ApS社によって、積極的に維持
されています。注目すべき特徴は次のとおりです。

 - バークレーソケット(berkely socket)と同様のシンプルな API
 - スタティックルート(static route)を使用したルーターコア(router core)
   例えば spacelink上の転送パケットの透明化をサポート
 - (UDPと同様の)非接続操作と(RFC-908,1151)接続指向の操作の両方をサポート
 - ping やバッファステータスなど、ICMPのような要求を実装する装置サービス
 - ループバック網(loopback trafic)をサポート。
   これは例えばサブシステムのタスク間の内部処理通信に使用される。
 - 物理インターフェイスによる場合、通信網をオプションでサポート
 - 物理インターフェイスによる場合、雑多(promiscuos)モードを
   オプションでサポート
 - CTRモードの XTEA で、暗号化モードをオプションでサポート
 - HMAC-SHA1 が切断された時の RFC2104パケット認証をオプションでサポート

ソースコードには、断片化をサポートする CANバス用の MAC層インターフェース
を含んでいます。ドライバーは、 Atmel AT90CAN128, Atmel AT91SAM7A1 および
Analog Devices Blackfin DSPs を含む Linux SocketCAN framework をサポート
する全てのホストに対応しています。CANインターフェースは、新しいCPUの構造
に対し容易に拡張することができます。


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構造の重要な特徴は、CSP (CubeSat Space Protocol) を使用していることです。
- サービス指向のネットワーク･プロトコルが全てのサブシステムに実装されて、
地上局部分への領域のリンクを介して透過的に拡張します。CSP は、オールボー
大学と GomSpace社と共同で開発され、オープンソースとして利用可能です。

CSPによって提供されるこの ｢ミッションインターネット｣、そしてその背後にあ
る設計哲学は、非常に簡単に統合します。 テストシステム - そのプロセスは、
｢ワンステップの統合｣ と呼ばれ、全ての通信の利便化として、中間 OBC(オンボ
ードコンピュータ)と共に、典型的な star-topology (訳注 スター･トポロジー、
ネットワーク構成形態の一つ: 中心となる１基のコンピューターに各装置を接続
する) よりもはるかに多くの柔軟性を提供します。

CSPとは、すべてのサブシステムがアクセス可能で、ネットワーク上で入手可能な
情報を制御できる自律ノードです。 さらに、例えば独自のネットワークアドレス
を持つOBC上で動作するソフトウェアタスクのシステム全体のログサービスのよう
な ｢バーチャルサブシステム｣ が存在します。




(参考)

CSP protocol by JE1CVL
http://blog.goo.ne.jp/je1cvl/d/20151004
http://blog.goo.ne.jp/je1cvl/d/20151007
http://blog.goo.ne.jp/je1cvl/d/20151008

LilacSat-2 CSP first decoded by JH4XSY
http://jh4xsy.asablo.jp/blog/2015/09/26/
http://jh4xsy.asablo.jp/blog/2015/10/04/
http://jh4xsy.asablo.jp/blog/2015/10/06/
http://jh4xsy.asablo.jp/blog/2015/10/12/

LilacSat-2 CSP telemetry decoding by PE0SAT
http://www.pe0sat.vgnet.nl/2015/lilacsat-2-telemetry/
http://www.pe0sat.vgnet.nl/2015/lilacsat-2-telemetry-28-08-2015/

CSP protocol
http://code.google.com/p/cubesat-space-protocol/
http://directory.eoportal.org/web/eoportal/satellite-missions/g/gomx-1

CSP pdf
GS-CSP-1.1.pdf
Alminde_Software_Frameworks.pdf

GomSpace CSP library
http://github.com/GomSpace/libcsp
http://github.com/bg2bhc/gr-lilacsat

Original text
http://www.ne.jp/asahi/hamradio/je9pel/cspproto.htm
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