jueves, 14 de febrero de 2013

Cerebros de silicios para controlar satélites

Una vista hermosa y cara: más de € 6 millones de dólares en las obleas de silicio, atiborrada de complejos circuitos integrados que se sitúan en el corazón de todas y cada misión de la ESA. Años de trabajo de meticuloso diseño fue a estos cerebros diminutos, potenciando los satélites de inteligencia.

La imagen muestra una colección de seis discos de silicio que contienen unos 14 diferentes diseños de chips desarrollados por varias empresas europeas durante los últimos ocho años, con el apoyo financiero y técnico de la ESA.


Cada uno de estas obleas 20 cm de diámetro  contiene entre 30 y 80 réplicas de cada chip, cada uno llevando hasta cerca de 10 millones de transistores o interruptores de circuitos básicos.
Para ahorrar dinero en el alto costo de fabricación, fichas diferentes diseñados por distintas empresas y destinados a varios proyectos de la ESA están hacinados en las mismas obleas de silicio , grabadas en su lugar en las plantas de fabricación de semiconductores especializados o "fabs", en este caso LFoundry (antes Atmel ) en Francia.

Una vez fabricados, los chips, aún en la oblea, se prueban. Las obleas son luego picadas. Se convierten listas para su uso cuando se coloca en el interior de los paquetes de protección - al igual que los microprocesadores convencionales terrestres - y se someten a pruebas de calidad final.

A través de pasadores metálicos pequeños o pelotas que salen de sus paquetes de estos cerebros en miniatura se conecta a otros elementos del circuito - tales como sensores, actuadores, memoria, sistemas de potencia - utilizados a través del satélite.

Teniendo en cuenta el tiempo y el dinero necesarios para desarrollar chips complejos como estos, la sección de la ESA Microelectronics mantiene un catálogo de diseños de chips, conocido como Propiedad Intelectual (IP) núcleos, a disposición de la industria europea a través de licencia ESA.

Piense en estos núcleos IP como 'bloques de construcción' el más pequeño de la misión: diseños especializados para llevar a cabo determinadas tareas en el espacio, establecidas dentro de un microchip.

Estos núcleos tienen un rango de direcciones IP de las funciones individuales "simples" como la decodificación de señales de la Tierra para controlar el satélite a las tareas informáticas de alta complejidad tales como operar una nave espacial completa.

Esto último se consigue por ejemplo  "el controlador de nave espacial en un chip" la SCOC-3 desarrollado por la ESA y Astrium, que  combina más de 20 núcleos de IP diferentes de otras fuentes, visto en la parte inferior de la imagen.


SCOC3 en la oblea de silicio
Cada núcleo IP está codificado en un "lenguaje de descripción de hardware" que puede guiar el proceso de fabricación. Hoy en día el estado de la técnica de tamaños mínimos de las pistas de circuito integrado se miden en decenas de nanómetros.

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