L’FPGA NG-ULTRA – diventato il primo prodotto qualificato secondo il nuovo standard europeo ESCC 9030 per applicazioni spaziali – sfrutta la piattaforma tecnologica digitale FD-SOI a 28 nm di STMicroelectronics e una catena di fornitura interamente basata nell’Unione Europea, dalla progettazione alla produzione e ai test.
NanoXplore, leader europeo nella progettazione di SoC FPGA e tecnologie FPGA resistenti alle radiazioni, e STMicroelectronics annunciano la qualificazione di NG-ULTRA per applicazioni spaziali. Questo SoC FPGA resistente alle radiazioni è stato progettato specificamente per applicazioni spaziali, comprese le costellazioni in orbita terrestre bassa e media, ed è destinato a essere utilizzato in numerosi reti satellitari, tra cui Galileo, Copernicus e potenzialmente IRIS.
“La qualifica ESCC 9030 per NG-ULTRA è un passo storico. Dimostra che l’Europa ora padroneggia l’intera filiera produttiva di componenti digitali all’avanguardia, progettati per soddisfare le esigenze sia dello spazio profondo che delle nuove costellazioni spaziali. Grazie al supporto dell’ESA, del CNES e della Commissione Europea (tramite DG-DEFIS), NanoXplore e STMicroelectronics stanno garantendo l’autonomia strategica dell’UE, rendendo al contempo i satelliti europei più competitivi che mai.” ha dichiarato Édouard Lepape, CEO di NanoXplore.
“Le applicazioni spaziali richiedono una solida supply chain sovrana, chip resistenti alle radiazioni e ottimizzati nei costi. STMicroelectronics sta sfruttando la sua competenza nelle piattaforme GEO e LEO con la comprovata tecnologia FD-SOI, competenze di rafforzamento, produzione, packaging avanzato e risorse di garanzia della qualità in Europa per consentire a NG-ULTRA di NanoXplore di accedere al mercato del Nuovo Spazio”, ha affermato Thomas Goust, Direttore Generale della Divisione Spazio, sottogruppo RF e Comunicazioni Ottiche di STMicroelectronics.
Primo prodotto certificato ESCC 9030 per l’industria spaziale europea
Questa qualifica segna un’importante pietra miliare industriale e tecnologica per l’ecosistema spaziale europeo: NG-ULTRA è il primo prodotto qualificato ESCC 9030, un nuovo standard europeo dedicato ai microcircuiti ad alte prestazioni in package flip-chip su substrato organico o plastica. Questo standard offre l’affidabilità richiesta per le applicazioni spaziali, consentendo al contempo una transizione dalle tradizionali soluzioni in package ceramico, adatte allo spazio profondo ma più pesanti e costose, segnando un passo avanti fondamentale per le costellazioni e le missioni ad alto volume.
La dinamica del “nuovo spazio” (costellazioni, orbite terrestri basse e medie, volumi maggiori) sta trasformando i requisiti per le apparecchiature digitali di bordo e determinando un cambiamento di scala: vi è la necessità simultanea di maggiore potenza di calcolo, consumi energetici controllati e costi contenuti, compatibili con implementazioni su larga scala. NG-ULTRA affronta questa sfida consentendo l’elaborazione di una maggiore quantità di dati direttamente in orbita (edge computing), limitando così i colli di bottiglia nella trasmissione tra spazio e terra.
NG-ULTRA è rivolto a funzioni strategiche quali computer di bordo, gestione dei dati e routing tra sottosistemi, elaborazione di immagini e video (compressione e codifica in tempo reale), Software Defined Radio (SDR), che consente l’evoluzione remota delle modalità di comunicazione, e autonomia di bordo (rilevamento, riconoscimento, supervisione).
Una catena di approvvigionamento europea sicura
Oltre alle prestazioni, questo programma incarna l’ambizione strategica di garantire una catena di approvvigionamento europea sovrana e sostenibile per missioni di lunga durata, riducendo le dipendenze critiche. Per NG-ULTRA, il quadro industriale combina capacità di progettazione, produzione, assemblaggio e collaudo in tutti i siti europei, con l’obiettivo di conciliare competitività, produzione in serie e affidabilità di livello spaziale.
Oltre al proprio centro di ricerca e sviluppo e progettazione di Parigi, Grenoble e Montpellier, NanoXplore sfrutta varie strutture STMicroelectronics in Europa, tra cui il centro di ricerca e sviluppo e progettazione di Grenoble, la fabbrica digitale da 300 mm di Crolles, lo stabilimento di confezionamento specializzato in applicazioni spaziali di Rennes (Francia), il sito di test e affidabilità di Grenoble (Francia) e Agrate (Italia) e altri siti qualificati ridondanti in Europa.
Specifiche tecniche
Con un’architettura SoC (System on Chip) “all-in-one” progettata specificamente per applicazioni di elaborazione su piattaforma e di bordo, NG-ULTRA combina un processore multi-core con hardware programmabile su un singolo chip. Questa architettura consente una maggiore agilità di progettazione, riduce la complessità della scheda elettronica e il numero di componenti e ottimizza latenza, massa e consumo energetico.
NG-ULTRA è basato sulla piattaforma tecnologica digitale FD-SOI a 28 nm di STMicroelectronics, riconosciuta per i suoi vantaggi in termini di efficienza energetica, resistenza alle radiazioni spaziali e caratteristiche architettoniche avanzate. Grazie a un’esclusiva tecnologia avanzata di protezione dalle radiazioni, NG-ULTRA è progettato per resistere ai cicli termici, agli urti e alle vibrazioni del lancio e alla lunga vita orbitale, garantendo le migliori prestazioni e la massima resistenza nel difficile ambiente spaziale per tutta la durata della missione.
NG-ULTRA è stato progettato per funzionare in modo affidabile in ambienti con radiazioni estreme, offrendo una tolleranza alla dose ionizzante totale (TID) fino a 50 krad (Si) per garantire prestazioni a lungo termine. Dimostra inoltre un’elevata resilienza agli effetti di singolo evento, con immunità al Single Event Latch-up (SEL) testata fino a 65 MeV·cm²/mg e immunità al Single Event Upset (SEU) convalidata per livelli di Trasferimento Lineare di Energia (LET) superiori a 60 MeV·cm²/mg.
NG-ULTRA integra un SoC completo basato su Arm Cortex R52 quad-core e offre un’elevata capacità di calcolo (537k LUT + 32 Mb di RAM) per soddisfare i requisiti più complessi dei computer di bordo.
La sua architettura semplificata riduce drasticamente la complessità del PCB e la massa del sistema, due dei vincoli più critici nella progettazione spaziale. Riducendo al minimo il numero di componenti, NG-ULTRA riduce contemporaneamente il consumo energetico totale e i costi di progetto, aumentando al contempo l’affidabilità complessiva del sistema.
Inoltre, l’architettura basata su SRAM di NG-ULTRA consente un approccio hardware adattivo, consentendo una riconfigurazione illimitata in orbita. Questa flessibilità “hardware-as-software” consente agli operatori di aggiornare le funzionalità dopo il lancio, adattarsi all’evoluzione degli standard di comunicazione o ottimizzare il chip per le diverse fasi della missione. NG-ULTRA fornisce quindi una piattaforma a prova di futuro che estende la rilevanza operativa degli asset ben oltre la loro partenza dalla rampa di lancio.
Per facilitarne l’adozione, NG-ULTRA è disponibile anche come kit di valutazione: una piattaforma di prototipazione completa che consente di convalidare rapidamente prestazioni e interfacce, ridurre i rischi di integrazione e accelerare lo sviluppo del software e della logica di bordo prima della produzione della scheda di volo.
