Rex LNR - (CCT) du CNES
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1. D o un codage autosynchrone 4B 5B NRZI pour transmettre les deux signaux simultan ment expansion 20 du nb de bits Composant auto suffisant int grant d codage d s rialisation extraction d horloge gr ce une PLL phase locked loop aucun composant externe ni r glage ni relais pour Xstrap Boitier hybride connectoris SMA Pour viter l utilisateur de router des signaux 200 MHz Manuel d utilisation complet formation Synoptique Tx Vec hy E EA 74 L I I i J f I l L l l i Synoptique Rx PS ke LOA RFCK CKi CKR MODE INIT 2 LNR passport 2 3 RE MATIONALD ETUDES series A e Elementary transmitter LNR Tx or receiver LNR Rx e ype of links serial point to point mono directional digital links e Data rate 80 Mbit s to 160 Mbit s 100 Mbauds to 200 Mbauds e No external adjustment e Parallel links capability for higher data rate e Cross strapping capability without external glue component for full redundant architecture dual serial outputs LNR Tx or inputs LNR Rx e Usable for synchronous or asynchronous systems e Encoding scheme 4B 5B NRZI block code e Single line for data command words and the bit clock the bit clock is recovered at the receiver thanks to the block code and to PLL Phase Locked Loop technics e Number of commands 3 if they are non exclusive commands 8 if2. ip CCT n 15 Retour d exp rience des CCP cnes composants lectroniques S pot 5 cenres de comp tence Technique ITRE NATIONAL D ETUDES SPATIALES EST 16 d cembre 2003 LNR Liaison Num rique Rapide Retour d exp rience Michel PIGNOL CNES DTS AE SEA IL 18 avenue Edouard Belin 31401 Toulouse Cedex 9 FRANCE Tel 33 0 5 6127 43 61 michel pignol cnes fr A Sommaire TRE NATIONAL D ETUDES S PATIALES Historique AMI NRZ Spot 4 Choix pour les LNR Spot 5 LNR passport Methodologie Developpements Layout ASIC Rx et photos modules LNR Difficult s rencontr es Livraisons amp utilisation Conclusions Enseignements Pleiades et apres Pleiades Historique Liaison AMI NRZ Spot 4 25 Mbit s M atra Espace Data amp clock sur 2 c bles distincts Hybride data int grant d codage D FF chantillonnage donn e transfo de couplage driver de ligne hybride clock Donn es d s rialis es par l utilisateur Xstrap par relais type TL12 ou TDY422 Cable tri axial 50CI S BLG dit sur blind S lection 50CIS mais d veloppement 50CI S BLG suite a pb EMC d couvert tr s tardivement Connecteur Cannon Sub D e g type 8W 8 avec 8 inserts coaxiaux S lection Cannon mais d veloppement cap t blind s Camerin M auvaise utilisation par certains utilisateurs 2 Choix pour les LNR Spot 5 RE MATIONALD ETUDES series A 80 160 Mbit s Data clock sur le m me cable
3. D cid en fonction du retour d exp rience AMI NRZ Couteux mais tres efficace 100 Y de satisfaction clients sur 660 modules livr s fonctionnant 200 MHz 2 Enseignements 2 2 TRE NATIONAL D ETUDES SPATIALES Trop de nouveaut s pour respecter le planning Mais glissement projet gt glissement LNR e Formation des utilisateurs N cessaire pour ce type de produit atypique haute freq Pouss par MMS retour d exp rience AMI NRZ L effort de formation des utilisateurs doc et journ es de formation a permis de r duire le support par la suite Budget projet avec sur d coupage en tranches Surco t de gestion dossiers n gociations multiples Difficult de plannification technique Acquisition savoir faire mais peu ENS disparition techno A PLL de Rubis pe pour pot 5 IASI Spacebus 4000 2 Pleiades et apres Pleiades RE MATIONALD ETUDES series A Utilisation du retour d exp rience LNR pour Pl iades Fonctionalit pointue qualification d un COTS G Link Agilent Pas d hybridation e Trop co teux pour la g n ration Pl iades Maquettage d acquisition du savoir faire par les utilisateurs Formation des utilisateurs documentation support tr s compl te et dialogue utilisateurs expert et pour l apres Pl lades Orientation P pour futurs SoC D veloppement d un maquettage de validation d une P bas e sur un concept bie
4. cal value Y maximal value e Tx module 0 6 W 1 1 W 44 pins 36 g 40 g 42 x 42 x 10 mm e Rx module 09 W 1 5 W 44 pins 36 g 40 g 42 x 42 x 10 mm e Typ conf 25 C Vcc 5 V F 160 Mbit s I F 16 bits 1 output serial port activated e Max conf 125 C Vcc 5 5 V F 160 Mbit s I F 16 bits 2 output serial ports activated process and radiation worst case unusually high output drive capability Reliability interface temperature 85 C LNR Tx 131 Fits LNR Rx 140 Fits Total dose 30 krads Other environmental characteristics SPOT 5 requirements EMC etc 2 M thodologie 1 2 TRE NATIONAL ETUDES SPATLALES iii Phase 0 Etude de faisabilit CNES mi 1992 e Consultation d but 1993 e Soci t retenue SEXTANT Valence Bordeaux Gestion de l tude Phase mi phase B CNES participation du M 0 MMS F aux r unions hors PLL Mi phase B phases C D MMS F CNES restant responsable des points critiques PLL techno 2 M thodologie 2 2 me nanona DETUDES seres 6 LLL D marrage d veloppement industriel mi 1993 e l re livraisons MSE enf vrier 199 7 MI en mai 1997 MV en avril 1998 e Mesures lectriques et campagne CEM r alis e tr s t t d but 1994 sur des COTS Pour validation principaux l ments code isol par transfo etc dont choix couche physique c ble connecteur Comparaison COTS HOT Link de Cypress VS ASI C Mais versio
5. itions de diverses solutions par MHS Implantation des seules solutions r alisables en ne modifiant que les niveaux de m tallisation utilisation des wafers LNR en pr diffus e 3 me run du Rx correct x Modif sch ma hybride pour neutraliser l entr e Rx lorsque Tx OFF y gt En tout 1an de debug design amp pb techno gt Appro d un stock strat gique disparition techno 2 Difficult s rencontr es 2 3 Boitier hybride connectoris SMA e ler proto fissures sur la brasure du connecteur en essai vibration engendrant des fuites Analyse techno par SXT N Xeram CNES Evolution du proc d de fabrication N Xeram e 2 me proto correct Cable et cordon connectoris RAS Hybride Difficult de collage d un condensateur D veloppement d une nlle m thode de collage et mise jour du PI D SXT Vice Difficult s rencontr es 3 3 RE MATIONALD ETUDES series AA UT ransfo de couplage Le choix initial s est r v l non conforme e Multiples tentatives vaines de MicroSpire Puis forte implication SXT en support a MicroSpire Pour d finir d finition SXT et d velopper un produit correct y compris en industrialisation production qualit Essais ON OFF e Definition difficile et tardive mi 1997 150 000 cycle Dur e de 1 5 ans conclusion apres livraison des LNR 2 Livraisons utilisation TRE NATIONAL D ETUDES SPATIALES e Retard livraison environ
6. lan mais tres en avance vs besoin r el 1 seul pb rencontre par utilisateurs MMS VIzy 1 module renvoy SXT qui l a trouv correct suite test Livraison d un autre module OK Pb de LNR ou de report chez MMS e ASI seul utilisateur hors Spot 5 2 Conclusions RE MATIONALD ETUDES series A LNR Nlle fct Nlle techno N v boitier Nv utransfo N v cable Multiples difficult s de d veloppement e Mais maitrise de ces difficult s gr ce Fort engagement et investissement de SEXTANT Avionique dont mise en place d une d marche AQ stricte chez SXT ASIC hybride bo tier utransfo Le traitement imm diat et complet des difficult s techniques a permis une production exempte de pb Y Aufinal une belle r alisation et une belle r ussite l actif de SEXTANT Avionique 100 d utilisateurs satisfaits vs 660 2 Enseignements 1 2 Choix nouvelle fonctionalit pointue PLL Proto pr alable existant chez SXT Bdx Etat de l art permettant d atteindre les perfos Peu d expertise interne externe possible lors de la mise au poin Choix BICMOS Risqu mais tat de l art permettant d atteindre les perfos Les LNR ont permis MHS de mieux maitriser leur techno Dialogue avec MHS TEMIC difficile mportance d outils tel que le FI B Analyse fine des pb ASIC Validation d une modif avant reprise de fonderie co teuse Choix hybride
7. n MIL du HOT Link sans cesse retard e Choix ASI C d but 1994 2 D veloppements 1 2 ASICTxet ASICRX BICMOS1 RT mixte num anal TEMIC MHS CMOS 0 85 um Trois parties distinctes Num rique 20 MHz CMOS pr diffus sp c SXT design MHS e Num rique 200 MHz bipolaire CML full custom design SXT Vice Analogique 200 MHz bipolaire full custom design SXT Bdx e Hybride Tx et hybride Rx design SXT Vice Precautions sur report utransfo difficult s sur AMI NRZ Boitier N Xeram connectoris SMA e utransfo de couplage MicroSpire Produit std s lectionn sur catalogue mais non conforme gt D veloppement MicroS pire sur spec SXT Vice 2 D veloppements 2 2 TRE NATIONAL D ETUDES SPATIALES Cable 50CIS DTR double tresse Filotex Le c ble catalogue KX22DT tait non spatialisable Demi d veloppement base sur le 50CIS ajout d une 2 me tresse en contact avec la tresse initiale du 50CIS e Cordon connectoris Developpement validation et qualification d une procedure de cablage chez Eurofarad Livraison de 288 cordons MI MV aux utilisateurs Divers s lection et ou qualification Relais coaxial de Radiall non utilis s finalement C ble sol 30 m faible perte de Times Microwave Systems Layout ASIC Rx RE MATONALD ETUDES seres A MEL el JE IB Ue Den HA DO a veces ES or i er ft Hi A 35 i Mit MEG L gH KE p be Pa CIEL J EE inl m
8. n plus simple qu une PLL th se stages Concept brevet XL Bordeaux CNES ASP T
9. r ox A E JETS AU rs sm o pee elt Fig pa z te a Pr diffus CMOS Num rique 20 MHz ah an oe hito A a ET M a i The 2s m D o Pii Mr LE mamili i y ha nE m Se Ae w Op LS 95SS pS ES ZS TS OS Eb Uv pb 9p 6 OT 11 ZT ET wt ST Bt 21 Ot El non AAA TT CE ves e a EE I ee HHH eee Sh nanan JE ano caco DUE po cn A eee RER E 1 leu IPT T ls Hee Full custom bipolaire me la be e ETI Full custom bipolaire CML RE e o EEE F Rig Si amanaki Po Analogique 200 MHz real nes ill Num rique 200 MHz ie Se A H E o 1 ENI pi ot i me NE ETS PA NS ap PRE VE MA MA 1 Photos modules LNR RE NATIONAL DETUDES SPATIALES EE 6 ASICLNR Filtres d alim utransfos de couplage Boitier hybride connectoris SMA Cable 50CI S DTR Difficult s rencontr es 1 3 me NATIONAL DEFUDES SPATLALES A a Bug CML d f aut majeur dans VCO ajout capa de filtrage e 2nd run du Rx gratuit changement taille wafers chez MHS S e Detection d un dysfonctionnement de la PLL jitter excessif Expertise externe aSXT Thomson etc C FIB labo CNES Sorep utilisation fr quente pour v rif hypotheses Tres gros travail de simulation sur mod les de en r alistes x Bug sur capas petites am liorations mais ne solutionnant pas tout x Pb li la ma trise de la techno commutations du num rique CMOS allant perturber les alim de I analogique via le substrat Propos
10. they are encoded commands e User data interface 8 or 16 bits parallel bus Byte word user clock internal PLL to generate the bit clock e Synchronous TTL and CMOS compatible input output e Differential PECL Pseudo ECL serial signals e No error detection except invalid codes e Data word error rate lt 10 10 e Other error rate lt 10 13 e Cable length 10 m max on board 30 m max on ground e A maximum of seven connector pairs are allowed between one LNR Tx and one LNR RXx not taking into account connectors on the LNR hybrid packaging lip cnes LNR passport 3 3 RE MATIONALD ETUDES series A Cable type coaxial Packaging hybrids including the ASIC serialisation chips coupling transformers for electrical protection and SMA coaxial connectors ASICs available with CQFP packaging on request oe a rad tolerant mixte digital analog BICMOS1 RT 0 85 um for the CMOS part rom TEMIC M Single power supply 5 V 5 A link includes a SMA connectorised transmitter module a medium constituted by e flight cables 50 CIS DTR from FILOTEX double braided shielding coaxial 50 cable weight 20 g m max external diameter 2 7 mm max bend radius 13 mm min e ground cables LMR200 from Times Microwave System TMS e connectors SMA R125xxx R126xxx series from RADIALL e coaxial transfer latching relay R566443xxx from RADIALL a SMA connectorised receiver module Characteristics X Y gt X typi
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