电缆只是电缆。除非它内置有一个功能齐全的协议分析器。
目前太空中的许多航天器和空间仪器依靠SpaceWire协议（ECSS-E50-12A标准）来提供可靠的高速通信。这些应用场合的物理空间狭小，环境恶劣，使SpaceWire系统的验证和调试极为困难。一种新型的电缆内仪器于是应运而生，它是Skylab Industries（天空实验室）电气工程和机械工程的杰作。
该公司的工程师依靠一体化、自动化的Altium Designer环境来驾驭完成这款产品所要求的所有工程学科。
天空实验室通过合作实现飞跃
天空实验室是一家专业的工程公司，总部设在 法国图卢兹 与全球航空航天工程领域的客户建立了合作伙伴关系。它利用其技术人员的专业特长，解决航空航天系统内的飞行系统难题。这些系统必须在困难条件下按照严格的标准运行。
天空实验室的工程师来自欧洲各地的多家机构；“他们来自研究机构或空中客车和法国航空公司这些全球行业领袖，给我们带来很多的经验和专业知识，” CEO Vincent Lavignolle说。
该公司着重研发下一代机载系统。Lavignolle表示，“我们专业致力于具有挑战性的项目。这些项目投资回报的预期至少为3年。”
“为了实现这些目标，天空实验室的商业模式有三个关键，” Lavignolle解释说。“我们需要有最好的产品、价格有竞争力，并保持良好的利润。我们正在开发我们的商业模式——3年后我们的产品将经历两到三次换代，商业模式完全成型。”
对于天空实验室这样的研发型公司来说，从概念到成熟产品的过程有赖于工程师之间和多学科公司之间的合作。该公司的核心竞争力在于知识产权和其电气工程师和机械工程师的合作。对外方面，天空实验室计划开拓更多的国际合作伙伴，以运用其专业的解决方案。 “我们的目的是深化与这类公司的协作和合作，” Lavignolle表示。 “极为重要的一点是要最大限度保护知识产权，并确保我们正在为打造有竞争力的产品而采取最有效的行动。”
电缆内的协议分析器
[missing FMS file] 天空实验室最引人注目的新产品之一是SpaceWire智能电缆。它将一个SpaceWire高速桥和分析器嵌入USB兼容电缆，集三大功能 于一身：USB和SpaceWire之间的桥接、协议分析器以及本身作为电缆。
SpaceWire是欧洲航天局（ESA）最近开发的一种协议，目的是为航天器和空间仪器提供一个可靠的高速连接（高达每秒400兆比特）。SpaceWire广泛用于欧洲航天局、美国国家航空航天局和日本宇航局的许多空间飞行任务，它支持高速连接以及航天器机载的网络，简化了传感器、存储器、处理单元和下行遥测子系统之间的互联。SpaceWire连接的特点是串行、高速、双向和全双工。应用信息以离散数据包的形式沿着SpaceWire链路传送，同时控制信息和时间信息也沿着SpaceWire链路传送。
“智能电缆是测试SpaceWire的一种方式；它是USB和SpaceWire之间的桥接，” SpaceWire的技术工程师Stephan Davy解释说。“智能电缆是一个完全内嵌于USB电缆内的系统。因为SpaceWire仪器可以直接连笔记本电脑或台式机，所以智能电缆简化了SpaceWire的原型开发工作。”
跨学科协作需要跨学科工具
为了开发像智能电缆这样的独特产品，天空实验室重点培育实现差异化产品所需的核心竞争力：电气工程和机械工程。他们将不属于核心研发任务的其它工种外包出去，包括软件设计和生产制造。这样，智能电缆的设计就是工程学科之间以及承包商和分包商之间协调的结晶。
“设计智能电缆时关键的困难是对PCB面积的严格限制，”Davy解释说。“这意味着我们必须选用市售最小的芯片。我们还必须确保PCB板和USB电缆的机械紧固度，还要兼顾USB速度和电流方面的限制。”
基于FPGA的设计赋予SpaceWire灵活性和高性能，可满足这些系统的性能指标。Davy说，“采用FPGA的一个明显证据是，我们能够集成更多的逻辑功能。在智能电缆的分析器模式下，我们实际上需要两个SpaceWire IP内核。我们集成了很多控制模拟芯片和实现通信功能所需的逻辑模块。”
Altium Designer的一体化设计环境简化了天空实验室工程师们的跨学科设计过程，这从一开始的设计捕获和PCB布线就体现出来。“当我们使用Altium Designer的原理图和布线功能时，我们很高兴能够实现设计目标并在布线前确认没有任何类型的错误。我们还喜欢的一点是，Altium Designer能够很容易地放置和移动PCB迹线。”
电气工程师和机械工程师开始合作时，就是一体化设计环境大显身手的时候。 “我们也对Altium Designer提供的桥接非常感兴趣，例如FPGA约束文件一方面和PCB I/O之间的桥接，另一方面和机械部分之间的桥接。”
这些桥接对扩展设计域和防止不经意的错误至关重要。“我们需要确保PCB满足严格的机械约束。针对机械设计的ECAD-MCAD桥接对PCB很重要。在我们的设计限制条件中，机械方面的考虑是相对重要的因素，尤其是因为电源的入口位置，对于智能电缆项目来说，连接器的尺寸是我们的一个主要限制。”
多学科设计环境还简化了与外协设计和制造资源的互动。例如，Davy提到，承包天空实验室布线任务的合作伙伴也使用Altium Designer，所以文件共享和兼容性做到了无缝对接。
三维可视化和自动检查抛出的错误
在机械工程设计阶段，天空实验室能够利用可视化和错误检查功能，这些功能为第一轮的成功制造作出了重大贡献。 “我们用三维可视化检查足迹和封装。这是发现小错的一个绝佳办法。”
可视化和自动检查功能会给整个设计过程的速度和准确度带来巨大差异。“设计规则检查（DRC）的一个重要结果是，Altium Designer能保证我们的第一版设计成功，并且原型绝对没有错误，”Davy说。“我敢肯定，这不是因为一个随机的事实。我们对原理图执行了多次自动检查。由于这项技术的优越性，我们可以利用DRC深入探查。同时，自动生成报表和避免人工检查有助于我们加速设计过程。”
如果工程师在采用新工具时遇到一个陡峭的学习曲线，加速设计过程可能非常困难。对智能电缆项目来说这不成问题。“转用Altium Designer更加容易，”Davy说。 “Altium法国代表处甚至在我们购买该工具之前就表示愿意帮助我们进行视频培训。我们逐渐相信，培训对于电子部门掌握该系统的使用是一个良好的起点。此外，Altium的技术支持人员非常可靠和高效。”
“Altium Designer的教程对初学者来说是一个很好的起点，”天空实验室的另一名工程师Mathieu Salanave说。“它并没有给出所有的细节，而只是提供我们起步所需要的。”
“Altium Designer的一个好处是，”Salanave总结说，“它有设计一个项目所需的所有学科：FPGA、PCB和机械。如果有任何问题，该软件可以帮助我们发觉它。学科之间的衔接有可能隐藏着错误，软件都会替我们把关。有很多人参与项目，学科之间也有许多分野。 Altium Designer便于不同的人共享设计数据。”
如何成功造就一鸣惊人的产品
开发任何高科技产品的主要难题是将所有的学科和业务合作伙伴整合到一起。Lavignolle指出，设计环境起着根本性的作用。“它之所以非常重要是因为创新和协作的秘诀之一是确保你手上有最好的工具。这使你具备竞争力。你能够缩短设计周期，凭借一款优秀的产品打入市场。”
“如果你有称手的工具并能有效使用，你就能飞快地打入市场，” Davy解释说。 “你极有希望取得商业成功。”
