I bane rundt sola: Bitvis i Asker har utviklet styresystemet for solpanelet som henter inn strøm til ESA-satellitten Solar Orbiter.  Arbeidet er komprimert på en FPGAer brikke.
I bane rundt sola: Bitvis i Asker har utviklet styresystemet for solpanelet som henter inn strøm til ESA-satellitten Solar Orbiter. Arbeidet er komprimert på en FPGAer brikke. (Bilde: Håvard Solerød/tu.no)

Bitvis silisiumbrikker

Solpanelet må tåle 520 plussgrader og 250 minusgrader på samme tid. Det gjør det ved hjelp av en liten norsk brikke

Bitvis i Asker.

  • Solenergi

Et steinkast fra jernbanestasjonen i Asker jobber 19 sivilingeniører i Bitvis.

Leveransene deres i verdensrommet er lokalisert på brikker av silisium som er mindre enn et kronestykke. De kalles FPGAer (Field-programmable gate array).

– Teknologien er for profesjonelle aktører og spesielt interesserte, sier gründer og daglig leder Espen Tallaksen.

Han protesterer da salgsdirektør William Braathen kaller det et sært miljø.

– På rødvinskvelder med venner er FPGA’ene i seg selv et umulig samtaletema. Det er enklere å peke på at vi har underleveranser til prosjekter i verdensrommet. Da lytter de, sier Braathen.

En FPGA er som et komplett kretskort med komponenter og forbindelser – alt inne i en liten reprogrammerbar brikke. Andre fordeler med teknologien er liten størrelse, strømtrekk og høy hastighet. Det er ingen loddepunkter hvilket gjør FPGA'en mindre sårbar enn kretskort.

Tallaksen startet opp bedriften i 2012 sammen med fem andre medarbeidere. Den har vokst med 2,5 medarbeidere i året. Alle er medeiere i bedriften. Mannskapet har bakgrunn fra norske elektronikkbedrifter med fokus på FPGA, ASIC, og hardware-nær software.

FPGA: Arbeidet som Bitvis sender ut i solsystemet er komprimert på en FPGAer brikke.
FPGA: Arbeidet som Bitvis sender ut i solsystemet er komprimert på en FPGAer brikke. Foto: Håvard Solerød

– I Norge er det ikke mer enn rundt 250 som jobber med FPGA. De fleste holder til i Oslo- og Trondheims-området. I Bitvis satser vi på spisskompetanse på FPGA og er ledende på metodikk for høy kvalitet og effektiv utvikling, hevder Tallaksen ubeskjedent.

Visjonen er å være det ledende designsenteret for FPGA og embedded software i Skandinavia. Medarbeiderne holder gjesteforelesninger på universitetene i Oslo, Bergen og Trondheim.

Ekstra: Disse ingeniørene trenger norsk forsvarsindustri i 2017

Hemmelige kunder

Bitvis kan ikke skryte av alle kundene sine da flere oppdrag enten er hemmeligstemplet militær teknologi for forsvarsindustrien, eller konfidensielle prosjekter i norsk elektronikkindustri, blant annet til tele- og datakommunikasjon. De utvikler også FPGA'er for billedbehandlingsfunksjonalitet i profesjonelle multimedia projektorer.

De siste årene har de hatt størst vekst på leveranser til romfartsindustrien, som utgjør rundt 30 prosent av virksomheten.

– Norge deltar i prosjekter i regi av ESA (European Space Agency) og NASA (National Aeronautics and Space Administration). Vi er underleverandører til norske bedrifter som FFI og Kongsberg Gruppens romfartsavdelinger. Norge bidrar med penger til romfartssatsingen i Europa. Det gir positive ringvirkninger for norsk elektronikkindustri, sier Braathen.

Bitvis: Her representert ved gründer Espen Tallaksen (t.v.) og William Braathen. ⇥Alle foto; Håvard Solerød.
Bitvis: Her representert ved gründer Espen Tallaksen (t.v.) og William Braathen. ⇥Alle foto; Håvard Solerød. Foto: Håvard Solerød

Han og kollegene pustet lettet ut da forslaget om å kutte det norske bidraget til ESA med 70 prosent i statsbudsjettet for 2017 ble nedstemt.

520 pluss, 250 minus

Myndighetenes satsing er med på å skape rammevilkår på landjorda. I verdensrommet er det mer ekstreme verdier de må forholde seg til.

– Når Solar Orbiter er nærmest, vil temperaturen som treffer på framsiden av satellitten måle 520 grader. På samme tidspunkt vil temperaturen på baksiden av satellitten være 250 minus. Solskjermer beskytter romsonden. Varmevekslere transporterer varmen ut på baksiden og forhindrer at elektronikken overopphetes, sier Braathen.

– Vi har ansvaret for en mindre «hjerne», som sammen med et elektromekanisk system styrer solpanelet. Hvis solpanelet vender litt for mye den ene veien vil det brenne opp, og litt for mye den andre veien så får sonden for lite strøm, sier Tallaksen.

Romsonden Solar Orbiter skal samle inn nye data om solen og heliosfærisk fysikk. Formålet er å besvare vitenskapelige spørsmål om utviklingen av planeter og fremveksten av liv. Den vil produsere spektakulære fotos av solens overflate. På det nærmeste vil Solar Orbiter være 0.228 AU (Astronomiske enheter, det vil si: Avstanden mellom jorden og sola, 34 108 314,5 kilometer) fra sola.

SolarOrbiter.
SolarOrbiter. Foto: Håvard Solerød

Solstormene vil tære på utstyret. Organiske materialer er brukt for å beskytte mot slitasje i klimaet nær sola, som for første gang får besøk av en romsonde.

Planlagt oppskyting av Solar Orbiter er i løpet av 2018. Inklusive oppskyting vil satellitten koste rundt en milliard dollar. Bitvis er underleverandør til Kongsberg Space and Surveillance, som igjen er underleverandør til Astrium UK.

Når raketten med satellitten skytes opp er det for sent å korrigere feil.

– Presisjonen i programmeringen må være tilnærmet perfekt. En liten vibrasjon kan være fatal. Uten luftmotstand i verdensrommet vil sonden kunne fortsette å vibrere og ødelegge mekaniske deler. Brå akselerasjoner kan sette i gang langvarige rotasjoner og føre det kostbare utstyret ut av kurs, sier Tallaksen.

Trippel logikk

Kosmisk stråling kan infiltrere og forstyrre kommandoer i det elektroniske kretsløpet

– FPGAene er tilrettelagt med redundans nesten ned på transistornivå. Det gjør programmeringen mer resistent mot stråling. Kapslinger i gull øker motstand mot kosmisk stråling. Trippel logikk sørger for at minst tre elementer gjør den samme jobben. Hvis et element flippes over av stråling vil de to andre elementene ta en flertallsavgjørelse og overstyre feilen, sier Tallaksen.

Spisskompetansen på FPGA’er har gitt Bitvis underleveranser til et imponerende knippe romsonder og satellitter. Fire skal skytes ut i rommet, mens andre skal gå i bane rundt jorden. Den fem år gamle bedriften blir minst dobbelt så gammel før Mars Roveren 2020 lander på bestemmelsesstedet etter fire års reise i verdensrommet.

– På Mars Roveren 2020 leverer vi en FPGA som står for tallknusingen. Den er lokalisert i en boks på siden av Roveren. FPGAen styrer radiofrekvensen og seismikksignaler som går via en antenne ned i bakken, og både sender og mottar signaler. Det er høyhastighets dataprosessering i grenseland av hva som er mulig.

– Oppdragsgiver FFI leverer den fysiske enheten med elektronisk kretskort og radar til Rover 2020. Inne på deres kretskort ligger vår FPGA. Den er en liten hjerne som er underlagt hovedhjernen til Roveren, sier Tallaksen.
Plottingen av tilstedeværelse i solsystemet i kontorene til Bitvis matches av verdenskartet som viser nedlasting av gratis FPGA verktøy, som Bitvis har lagt ut på weben.

I alle verdensdeler

– Vi har laget verktøy som hjelper med struktur i verifiseringen av FPGAer. Vi ser det som god reklame i møte med kunder at verktøyet vårt lastes ned i alle verdensdeler, sier salgsdirektør Braathen.

Oppskriften bak vekst for Bitvis er ingen hemmelighet.

– Masse hardt arbeid for å sikre kvalitet i utviklingsprosessen og metodikken er nøkkelen vår, sier Tallaksen.

– Men uten miljøene rundt Kongsberg Space and Surveillance, Norspace, FFI, og Norsk Romsenter hadde vi nok ikke fått mulighetene til å nå opp og ut i solsystemet. De klarer å hente inn store og interessante utviklingsoppdrag til Norge. Det bidrar til å øke kompetansen i norsk elektronikkindustri.

Kommentarer (0)

Kommentarer (0)