{"id":3344,"date":"2021-12-09T08:41:44","date_gmt":"2021-12-09T08:41:44","guid":{"rendered":"https:\/\/www.prueba.local\/?p=7175"},"modified":"2024-03-04T10:49:25","modified_gmt":"2024-03-04T10:49:25","slug":"el-iuma-ha-terminado-el-desarrollo-de-los-ips-de-compresion-de-datos-e-imagenes-hiperespectrales-shyloc","status":"publish","type":"post","link":"https:\/\/www.iuma.ulpgc.es\/en\/el-iuma-ha-terminado-el-desarrollo-de-los-ips-de-compresion-de-datos-e-imagenes-hiperespectrales-shyloc\/","title":{"rendered":"The IUMA has completed the development of the SHyLoC hyperspectral image and data compression IPs"},"content":{"rendered":"\n<p class=\"wp-block-paragraph\"><span style=\"font-size: 18px; font-family: 'Open Sans',sans-serif; color: #565a5c; font-weight: normal;\">El pasado 30 de noviembre, el IUMA y la Agencia Espacial Europea han cerrado satisfactoriamente el proyecto que se ha dedicado al desarrollo de los IPs denominados SHyLoC. Bajo esta denominaci\u00f3n se encuentran dos IPs de compresi\u00f3n, uno de datos que act\u00faa bajo el est\u00e1ndar CCSDS 121.0-B-3, y otro de compresi\u00f3n de im\u00e1genes multi e hiperespectrales siguiendo el est\u00e1ndar CCSDS 123.0-B-1. Los circuitos de compresi\u00f3n dise\u00f1ados son compatibles con la tecnolog\u00eda que se utiliza actualmente en el espacio, y forma parte de un cat\u00e1logo de componentes virtuales que la ESA pone a disposici\u00f3n de la industria espacial europea, de modo que la compresi\u00f3n de im\u00e1genes hiperespectrales se incluya en las futuras misiones espaciales.<\/span><br><span style=\"font-size: 18px; font-family: 'Open Sans',sans-serif; color: #565a5c; font-weight: normal;\">Los IPs se encuentran disponibles el repositorio de IPs de la ESA en la direcci\u00f3n:<\/span><\/p>\n\n\n\n<ul class=\"wp-block-list\">\n<li><span style=\"text-decoration: underline; color: #0066a1;\"><span style=\"font-size: 18px; font-family: 'Open Sans',sans-serif;\"><strong><a style=\"color: #0066a1; text-decoration: underline;\" href=\"https:\/\/www.esa.int\/Enabling_Support\/Space_Engineering_Technology\/Microelectronics\/SHyLoC_IP_Core\" target=\"_blank\" rel=\"noopener\">SHyLoC IP Core<\/a><\/strong><\/span><\/span><\/li>\n<\/ul>\n\n\n\n<p class=\"wp-block-paragraph\"><span style=\"font-size: 18px; font-family: 'Open Sans',sans-serif; color: #565a5c; font-weight: normal;\">Se culmina as\u00ed el trabajo de casi una d\u00e9cada, que empez\u00f3 a mitad del a\u00f1o 2012 con el acuerdo de colaboraci\u00f3n firmado entre el IUMA y la empresa espa\u00f1ola Thales Alenia Space en Espa\u00f1a (TASiS). Ese acuerdo de colaboraci\u00f3n dio lugar a la realizaci\u00f3n de una primera versi\u00f3n, pensada para FPGAs tolerantes a la radiaci\u00f3n de Microsemi o de Xilinx que utilizaba pocos recursos computacionales, denominada HyLoC [1]. Esos trabajos pioneros hicieron posible que el IUMA, como principal contratista, ganara el proyecto <em>CCSDS Lossless Compression IP-Core Space applications<\/em> (ITT No. AO\/1-8032\/14\/NL\/AK), publicado por la Agencia Espacial en 2015. En este proyecto tambi\u00e9n participaban TASiS y la empresa griega Teletel, que fue la encargada de hacer un demostrador. Este proyecto dio lugar a SHyLoC 1.0 [2], dos IPs que eran compatibles con el est\u00e1ndar CCSDS 123.0-B-1, y que inclu\u00edan un predictor y dos codificadores (<em>sample-adaptive encoder<\/em>, definido en el est\u00e1ndar 123.0-B-1 y el <em>block-adaptive encoder<\/em>, definido en el CCSDS 121.0-B-2).<\/span><\/p>\n\n\n\n<p class=\"wp-block-paragraph\"><span style=\"font-size: 18px; font-family: 'Open Sans',sans-serif; color: #565a5c; font-weight: normal;\">En 2018, la Agencia Espacial Europea concedi\u00f3 al IUMA un nuevo proyecto, titulado <em>SHyLoC-e: Extension CCSDS Lossless Compression IP-Core Space applications<\/em>, para mejorar aspectos espec\u00edficos de los IPs de compresi\u00f3n. En concreto, el proyecto se estableci\u00f3 para conseguir mejoras tanto en la eficiencia como en la velocidad de compresi\u00f3n (<em>throughput<\/em>) de los IPs. As\u00ed naci\u00f3 la nueva versi\u00f3n de SHyLoC, la 2.0 [3], que incluye un IP de compresi\u00f3n de datos completo, a\u00f1adiendo al <em>block-adaptive encoder<\/em> el predictor definido en el est\u00e1ndar 121.0-B-2 (as\u00ed, el IP de compresi\u00f3n de datos es totalmente compatible con dicho est\u00e1ndar) y una importante mejora en la compresi\u00f3n de im\u00e1genes hiperespectrales en aquellos casos en los que se necesita utilizar memorias externas para el almacenamiento de datos intermedios de compresi\u00f3n.<\/span><\/p>\n\n\n\n<p class=\"wp-block-paragraph\"><span style=\"font-size: 18px; font-family: 'Open Sans',sans-serif; color: #565a5c; font-weight: normal;\">Finalmente, en 2021 la ESA ha financiado la terminaci\u00f3n completa de los IPs con el proyecto <em>SHyLoC-FT: Extension CCSDS Lossless Compression IP-Core Space applications<\/em>, lo que ha permitido al IUMA completar la versi\u00f3n definitiva de los IPs. SHyLoC 3.0 [4] consiste en dos IPs desarrollados en VHDL tecnol\u00f3gicamente independiente, que pueden ser configurados en tiempo de compilaci\u00f3n o en tiempo de ejecuci\u00f3n (<em>run-time<\/em>). Esta configuraci\u00f3n le permite adaptarse a todos los sensores existentes en la actualidad habilitando, en su caso, los modos de BSQ (<em>Band Sequential<\/em>), BIL (<em>Band Interleaved per Line<\/em>) o BIP (<em>Band Interleaved per Pixel<\/em>) y aceptando todos los tama\u00f1os de im\u00e1genes definidos en el est\u00e1ndar. Los IPs han sido extensivamente verificados (consiguiendo un 100% de cobertura de c\u00f3digo) e incluyen un mecanismo de detecci\u00f3n y correcci\u00f3n de errores (EDAC) en las memorias internas. Adem\u00e1s, han sido sintetizados en una multitud de plataformas, incluyendo entre ellas la muy novedosa Xilinx KU060 o las FPGAs Brave de la empresa europea NanoXplore (NG-Medium y NG-Large).<\/span><\/p>\n\n\n\n<p class=\"wp-block-paragraph\"><span style=\"font-size: 18px; font-family: 'Open Sans',sans-serif; color: #565a5c; font-weight: normal;\">Dado el auge que est\u00e1n teniendo los sensores multi e hiperespectrales en muchos aspectos de observaci\u00f3n de la Tierra y en misiones de exploraci\u00f3n de otros planetas, estos IPs se muestran como un complemento indispensable para la compresi\u00f3n sin p\u00e9rdidas de la informaci\u00f3n previa a su env\u00edo a las estaciones terrenas, por lo que ser\u00e1n ampliamente utilizados en misiones espaciales futuras.<\/span><\/p>\n\n\n\n<ul class=\"wp-block-list\">\n<li>[1] Lucana Santos, Luis Berrojo, Javier Moreno, Jos\u00e9 Fco L\u00f3pez, and Roberto Sarmiento. Multispectral and hyperspectral lossless compressor for space applications (HyLoC): a low-complexity FPGA implementation of the CCSDS 123 standard. IEEE Journal of Selected Topics in Applied Earth Observations and Remote Sensing, 9(2):757\u2013770, 2015.<\/li>\n\n\n\n<li>[2] Lucana Santos, Ana G\u00f3mez, and Roberto Sarmiento. Implementation of CCSDS standards for lossless multispectral and hyperspectral satellite image compression. IEEE Transactions on Aerospace and Electronic Systems, 56(2):1120\u20131138, 2019.<\/li>\n\n\n\n<li>[3] Yubal Barrios, Antonio J S\u00e1nchez, Lucana Santos, and Roberto Sarmiento. SHyLoC 2.0: a versatile hardware solution for on-board data and hyperspectral image compression on future space missions. IEEE Access, 8:54269\u201354287, 2020.<\/li>\n\n\n\n<li>[4] SHyLoC 3.0 IP Datasheet, IUMA, November 2021.<\/li>\n<\/ul>\n\n\n\n<p class=\"wp-block-paragraph\"><span style=\"font-size: 18px; font-family: 'Open Sans',sans-serif; color: #565a5c; font-weight: normal;\"><strong>\u00bfQu\u00e9 es la Agencia Espacial Europea?<\/strong><\/span><br><span style=\"font-size: 18px; font-family: 'Open Sans',sans-serif; color: #565a5c; font-weight: normal;\">La ESA es una organizaci\u00f3n internacional que se dedica a la exploraci\u00f3n espacial, constituida en 1975, en la que participan 22 estados. El objetivo de la ESA es elaborar el programa espacial europeo y disponer los medios humanos y materiales necesarios para llevarlo a cabo. Los programas de la Agencia se dise\u00f1an con el fin de conocer m\u00e1s a fondo la Tierra, el entorno espacial que la rodea, el Sistema Solar y el Universo, as\u00ed como para desarrollar tecnolog\u00edas y servicios basados en sat\u00e9lites y fomentar la industria europea. La ESA tambi\u00e9n trabaja en estrecha colaboraci\u00f3n con organizaciones espaciales no europeas. Cuenta con ocho sedes repartidas por Europa. Su centro m\u00e1s grande es el Centro Europeo de Investigaci\u00f3n y Tecnolog\u00eda (ESTEC, en ingl\u00e9s), situado Noordwijk (Holanda), donde se conciben la mayor\u00eda de los proyectos. Entre sus misiones m\u00e1s populares, se encuentra la sonda Rosetta, que orbit\u00f3 alrededor del cometa 67P\/Churiumov-Guerasimenko; el sistema global de navegaci\u00f3n Galileo y el programa ExoMars para la b\u00fasqueda de vida en Marte, que se lleva a cabo conjuntamente con la agencia rusa Roscosmos.<\/span><\/p>\n\n\n\n<p class=\"wp-block-paragraph\"><span style=\"font-size: 18px; font-family: 'Open Sans',sans-serif; color: #565a5c; font-weight: normal;\"><strong>\u00bfQu\u00e9 es el CCSDS?<\/strong><\/span><br><span style=\"font-size: 18px; font-family: 'Open Sans',sans-serif; color: #565a5c; font-weight: normal;\">El Comit\u00e9 Consultivo para los Sistemas de Datos Espaciales (CCSDS, del ingl\u00e9s, Consultative Committee for Space Data Systems, https:\/\/public.ccsds.org\/), es un comit\u00e9 multinacional para el desarrollo de est\u00e1ndares de comunicaciones y sistemas de datos para vuelos espaciales. Est\u00e1 formado por los representantes m\u00e1s relevantes de las agencias y la industria espacial mundial (solo un representante por pa\u00eds). Est\u00e1 formado por 6 CESG (<em>CCSDS Engineering Steering Groups<\/em>), cada uno de los cuales est\u00e1 constituido por grupos de trabajo dedicados a temas espec\u00edficos. El <em>Data Compression Working Group<\/em> (SLS-DC), perteneciente al CESG de Space Link Services Area, ha desarrollado diversos est\u00e1ndares para impulsar y facilitar el uso de algoritmos para reducir el volumen de datos en las misiones espaciales, entre los cuales est\u00e1n el CCSDS 123.0-B-1 y el CCSDS 121.0-B-3.<\/span><\/p>\n","protected":false},"excerpt":{"rendered":"<p>El pasado 30 de noviembre, el IUMA y la Agencia Espacial Europea han cerrado satisfactoriamente el proyecto que se ha dedicado al desarrollo de los IPs denominados SHyLoC. 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