+31 74 2555 713 info@sintecs.nl

info@whspr.nl

+31 74 2555 713

Case
PCB-ontwerp voor het NLR (Nederlands Lucht- en Ruimtevaartcentrum)

Het NLR kreeg van de European Space Agency (ESA), een Europese ruimtevaartorganisatie, de opdracht om een demonstrator voor een nieuwe generatie on-board computers voor satellieten te bouwen. De deadline was scherp en de layoutafdeling van het NLR was te druk om dit te kunnen oppakken. Daarom werd het PCB-ontwerp uit nood aan Sintecs uitbesteed.

Application Engineer Filip Fontaine en R&D Engineer Bert-Johan Vollmuller vertellen namens het Nederlands Lucht- en Ruimtevaartcentrum (NLR) waarom ze deze opdracht hebben uitbesteed terwijl ze het zelf ook zouden kunnen en ze vertellen over het verloop van de samenwerking met Sintecs.

FFTC (Fast Fourier Transform Co-Processor)

NLR ontwikkelt een nieuwe generatie on-board computers voor in satellieten. Deze bevat een snelle FFT-chip, wat een hele nieuwe serie satelliet-instrumenten en data processing van satellietbeelden mogelijk maakt. Een demonstrator bord rond een, door ESA ontwikkelde FFTC chip, moet alle mogelijkheden van de chip aantonen en laten zien dat de FFT inderdaad snel genoeg is voor de komende generatie meetinstrumenten.

“Voor een demonstrator is het genoeg dat je de key components in space-qualified condities uitvoert”, vertelt Vollmuller. “De FFTC-chip zelf, de FPGA voor de aansturing van de FFTC, en de drie SDRAMs zijn in rad-hard technologie uitgevoerd. De rest, dus dat wil zeggen de power conditioning, de interfaces Space Wire voor command & control en Space Fibre voor data in- en output, kun je in commerciële componenten doen.”

“Waarom uitbesteden als je het zelf ook kunt”

Volgens Vollmuller zat het NLR in tijdnood omdat het bord per se aan het eind van 2018 klaar moest zijn. “We hebben zelf de architectuur en het schema ontwikkeld, en de gehele FPGA code geschreven. Het is een complex bord, met kritische timing en erg prijzige componenten. Zo’n rad-hard FPGA kost wel tienduizend dollar. De layout kunnen we in principe in huis, maar we hadden gebrek aan mankracht op onze layout afdeling. We zouden de deadline misschien niet halen, met een ontevreden eindklant als gevolg. Uitlopen op de planning is een nog veel groter drama dan de kosten van de componenten. Die complexe layout moest dus wel in één keer goed.”

“De interactie tussen ontwerper en layouter, om te komen tot een goede oplossing, is ons goed bevallen”

Bij het NLR zijn ze gewend om de layout in huis te doen. “Dit werkt prettig, omdat er een sterke wisselwerking is tussen degene die het schema maakt en de layouter. We vroegen ons af hoe dat zou gaan als je het uitbesteedt en waren bang dat je het schema, bij wijze van spreken, over de muur gooit en pas 8 of 10 weken later het eerste resultaat ziet. Gelukkig was dat niet zo”, zegt Vollmuller. Fontaine vult aan: “We hebben gelukkig veel interactie gehad tijdens de layout-fase, bijvoorbeeld over de design-beslissingen rondom de FPGA. Naast de gewone datasheet hoort er een heel dik boekwerk van application notes bij. Sintecs nam regelmatig contact met ons op om na te vragen of een ontwerpkeuze, die wij gemaakt hadden, wel echt zo bedoeld was. ‘Want in de application notes staat wat anders’, was dan de opmerking. In de meeste gevallen konden we zeggen: ‘Nee dat willen we écht zo’, maar een enkele keer dachten we toch ‘oh ja, dat is een goede opmerking, dat moeten we even heel goed nakijken’. Dit hadden we veel liever dan dat de layouter zonder zelf na te denken doet wat wij van hem vragen en dat we er dan later achter komen dat is nog niet klopt. Juist deze interactie tussen de ontwerper en de layouter, om te komen tot een goede oplossing, is ons goed bevallen. Sintecs heeft eigenlijk gedaan wat wij normaal zouden doen als wij zelf de layout zouden doen.”

 

“De hardware functioneerde direct zonder problemen”

Het resultaat

“Omdat er tijdens het layout-proces veel interactie is geweest tussen ons en de layouter van Sintecs hadden wij veel vertrouwen in het bord. We hadden gehoopt dat het eerste doorfluiten van het bord in 1 of 2 dagen gedaan zou zijn, en dat was ook zo. De hardware functioneerde direct zonder problemen”, sluit Fontaine af. “ESA was erg enthousiast dat het project nog vóór het einde van 2018 is afgerond, en daar hebben wij bij het NLR complimenten over gekregen. Niet alleen wij zijn blij, ook onze eindklant is blij.”