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Space Exploration Technologies 使用 Altium Designer 的统一设计环境,降低了费用并消除了宇宙航行的工程障碍。

“作为 PCB 设计工具,Altium Designer 是首屈一指的。统一设计环境是直观的,利用它可以进行无故障项目管理。我只用两周就学会了使用工具和设计电路板,并完成了要测试的完整装配的 PCB。Altium Designer 是一种令人难以置信的高效的工具。我建议每个电路设计人员都使用它。”

- Matt Soule,
工程师, SpaceX

需求

很久以来,Space 专门为大客户,如政府和大公司服务。然而随着电子和信息技术的快速发展,位于加利福尼亚州 El Segundo 的 Space Exploration Technologies,也叫 SpaceX,开始寻求在低成本的“猎鹰”运载火箭和 Dragon 太空船等产品族方面突破成本障碍的途径。通过创新实践、直观工具和横向管理的结合,SpaceX 已经能够研发装备了高性能电子设备的低成本高效率的运载工具。这种指导思想保证了 SpaceX 与 NASA 的商用轨道传送服务 (COTS) 合同的执行。这个合同的目标是向世人展示私营运载火箭也有能力为国际空间站 (ISS) 提供发射和投送服务。

挑战

空间技术是独特的。所有电子器件和相关组件必须具有最高水平的质量和可靠性,同时要符合众多的工业和政府指导方针。运载火箭的苛刻精确度要求和太空的极端恶劣环境对所有的系统,特别是电子系统提出了最高的要求。

为了确保运载火箭能够始终以最佳状态完成任务,SpaceX 在容错学科理论的指导下研发出了许多电路板和控制器。这种费时的工程技术确保了即使某个组件出现故障,整个系统也能够继续运转。为了获得更高的可靠性,控制器和 PCB 都装备了额外的组件和备用机构。像一个容错控制器要带有多个 FPGA 这样的设计是如此的复杂,对 SpaceX 提出的挑战就是既要及时完成设计,同时又要保证高质量和低成本。

解决方案

由于把 Altium Designer 融合到了生产过程中, SpaceX 发现设计过程变得简单了。Altium 的统一系统提供了比过去的工具集水平更高的版本控制功能,现在 SpaceX 可以更好地管理正在进行的设计开发工作。拥有了 Altium 实时设计能力,在所有以前的电路板和电路图中,可以自动对最简单的修改进行调整。结果是:为 SpaceX 的 PCB 设计目录建立了灵活且可靠的开发和文档过程。全面的 Altium 库被认为是对 SpaceX 的研发工作的最大的帮助之一。库功能在一个用户友好的系统中为工程师们提供了最后及最新的组件。工程师可以添加新的组件,这意味着更好的个性化和极大的提高。

另外,Altium Designer 的针对即时 FPGA 集成的随时可用的基于 FPGA 的组件使设计流程更完备。这项功能意味着 SpaceX 可以立即把 FPGA 应用到设计中,轻松地在电路图层使用它们。随着功能的组合,SpaceX 在单一平台系统上拥有了一套完整的解决方案。

成效

SpaceX 发现使用了 Altium Designer 后,可以持续地降低设计成本,提高设计可靠性。例如,SpaceX 建造的航空电子系统达到了与用在几百万美元的卫星项目中的系统一样的质量标准。

自从把 Altium Designer 引入研发过程以后, SpaceX 显著地提高了产品质量。没有预先学习软件知识,也不必像过去使用单独或松散集成的工具时那样要经过严格的培训,工程师们就可以轻松地完成设计。使用 Altium 技术两周之内,工程师就可以创建一个功率分配和调整电路板。这种趋势还在持续。SpaceX 发现项目总额呈指数性地增长。

产品信息

Falcon 1、Falcon 9 和 Falcon 9 Heavy 只是 SpaceX 低成本、可重复使用的空间运载火箭产品线的一部分。Falcon 1 是最小的,它可以把重达 570 公斤的物品发送到近地轨道 (LEO)。Falcon 9 Heavy 是最大的,它最多可把28700 公斤的物品发送到近地轨道 (LEO),或把 10350 公斤物品发送到同步转移轨道 (GTO)。

发射一枚 Falcon 9 运载火箭,Dragon 加压太空船的太空舱最多可运输 2500 公斤的货物,或把七个宇航员的小组运送到近地轨道 (LEO)。SpaceX 的设想是降低成本并提高政府和私人客户进入太空的能力,它的载人功能是这一设想的重要组成部分。

客户信息

自从 2002 年以来,SpaceX 为萌芽中的私人和商业太空发射业务建造了一系列低成本高可靠性的运载火箭。通过创新工程实践和扁平化的管理结构,可以降低太空技术的成本,并提高运载能力和可靠性。通过研发商业可行的运载火箭,SpaceX 希望能打破太空旅行的壁垒,为将来赢取更大的发展机会。

有关更多信息,请访问: www.spacex.com