New Space : NanoXplore et ST lancent un SoC/FPGA qualifié selon la norme ESCC 9030
Le NG-Ultra, un SoC/FPGA durci aux radiations conçu par NanoXplore et produit par ST, est désormais qualifié selon la nouvelle norme européenne ESCC 9030 pour les applications spatiales, y compris les constellations en orbite basse et moyenne.
Le Français NanoXplore, spécialiste de la conception de SoC et de FPGA haute fiabilité pour les marchés du spatial, de la défense et de l’avionique, et STMicroelectronics annoncent que le NG-Ultra, un SoC/FPGA durci aux radiations, est désormais qualifié selon la nouvelle norme européenne ESCC 9030 pour les applications spatiales – y compris les constellations en orbite basse et moyenne – et sera intégré dans de nombreux équipements satellitaires, notamment pour des missions telles que Galileo, Copernicus et potentiellement Iris.
Pour les deux partenaires, « cette qualification marque un jalon industriel et technologique majeur pour l’écosystème spatial européen », le NG-Ultra étant présenté comme le premier produit qualifié ESCC 9030, cette nouvelle norme européenne dédiée aux puces haute performance en boîtier flip-chip sur substrat organique ou plastique. Cette norme garantit la fiabilité requise pour les applications spatiales tout en permettant de s’affranchir des solutions traditionnelles en boîtier céramique, adaptées à l’espace lointain mais plus lourdes et plus coûteuses, marquant ainsi une avancée clé pour les constellations et les missions à fort volume.
« La qualification ESCC 9030 du NG-Ultra est une étape historique car elle prouve que l’Europe maîtrise désormais l’ensemble de la chaîne de production des composants numériques de pointe adaptés aux exigences de l’espace lointain (« Deep Space ») mais également des constellations du New Space, se félicite Édouard Lepape, Pdg de NanoXplore. Grâce au soutien de l’ESA, du Cnes et de la Commission européenne (via la DG-DEFIS), NanoXplore et STMicroelectronics garantissent désormais l’autonomie stratégique de l’UE tout en rendant les satellites européens plus compétitifs que jamais. »
© NanoXplore
La dynamique du « New Space » (constellations, orbites basses et moyennes, volumes plus importants) transforme en effet les spécifications des équipements numériques embarqués et impose un changement d’échelle, pour répondre à un besoin simultané de puissance de calcul accrue, de consommation d’énergie maîtrisée et de coûts contenus compatibles avec des déploiements à grande échelle. En capacité de traiter davantage de données directement en orbite (edge computing) en limitant les goulots d’étranglement de la transmission entre l’espace et le sol, le NG-Ultra relève ce défi. Ce SoC cible notamment les ordinateurs de bord, la gestion et le routage des données entre sous-systèmes, le traitement d’image et vidéo (compression et encodage en temps réel), les radios logicielles (SDR), permettant l’évolution à distance des modes de communication, et l’autonomie embarquée (détection, reconnaissance, supervision).
Selon NanoXplore et ST, l’autonomie stratégique de l’UE est assurée pour le NG-Ultra dont le cadre industriel combine des capacités de conception, de fabrication, d’assemblage et de test réparties sur différents sites européens. En plus de ses propres centres de R&D et de conception à Paris, Grenoble et Montpellier, NanoXplore utilise diverses installations de ST en Europe, notamment le centre de R&D et de conception de Grenoble, l’usine de fabrication de tranches de 300 mm de Crolles, le site d’assemblage spécialisé pour le spatial de Rennes, les sites de test et de fiabilité de Grenoble et d’Agrate (Italie), ainsi que d’autres sites qualifiés en Europe.
D’un point de vue technique, le NG-Ultra est doté d’une architecture SoC (System on Chip) conçue spécifiquement pour les applications de plateforme et de calcul embarqué, qui combine sur une seule puce un processeur à cœur Arm Cortex-R52 et un circuit programmable et offre une capacité de calcul élevée (537k look-up tables + 32 Mo de Ram). Cette architecture optimisée est censée réduire significativement la complexité de la carte électronique et la masse du système, soit deux des contraintes les plus critiques pour la conception spatiale. Et en réduisant le nombre de composants, le NG-Ultra réduit simultanément la consommation totale d’énergie et les coûts du projet, tout en augmentant la fiabilité globale du système, selon NanoXplore et ST.
Par ailleurs, l’architecture basée sur la Sram du NG-Ultra autorise une approche matérielle adaptative permettant une reconfiguration illimitée en orbite. Cette flexibilité « hardware-as-software » permet notamment aux opérateurs de mettre à jour les fonctionnalités après le lancement, de s’adapter à l’évolution des normes de communication ou d’optimiser la puce pour différentes phases de la mission. Le NG-ULTRA fournit ainsi une plateforme pérenne qui prolonge la pertinence opérationnelle des actifs bien après leur mise en orbite.
Le NG-Ultra est basé sur la plateforme technologique FD-SOI 28 nm de STMicroelectronics, reconnue pour ses avantages en matière d’efficacité énergétique, de résistance aux radiations spatiales et de fonctionnalités avancées. Combiné à une technologie de durcissement aux radiations, le NG-Ultra s’accommode aussi bien des cycles thermiques que des chocs et des vibrations subis lors du lancement et de la vie orbitale à long terme, afin de garantir une durabilité optimale dans un environnement spatial hostile tout au long de la mission.
Conçu pour fonctionner de manière fiable dans des environnements radiatifs sévères, le NG-Ultra se caractérise par une tolérance à une dose ionisante totale (TID) allant jusqu’à 50 krad et démontre une forte résilience aux effets singuliers (Single Event Effects), avec une immunité au latch-up (SEL) testée jusqu’à 65 MeV·cm²/mg et une immunité aux aléas logiques (SEU) validée pour des niveaux de transfert d’énergie linéaire (LET) dépassant 60 MeV·cm²/mg.
Enfin, le NG-Ultra est également disponible sous forme de kit d’évaluation afin de valider rapidement ses performances et ses interfaces, de réduire les risques d’intégration et d’accélérer le développement logiciel avant la production des modèles de vol.
