domingo , diciembre 15 2019
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La FPGA PolarFire® resistente a la radiación y de bajo consumo de Microchip permite desarrollar sistemas espaciales de gran ancho de banda con un menor coste total

Microchip anuncia la FPGA RT PolarFire (Radiation-Tolerant), que está optimizada para cubrir los requisitos más exigentes en rutas de datos a alta velocidad de sistemas espaciales de carga útil con los niveles más bajos posibles de consumo y generación de calor. Los desarrolladores de electrónica espacial utilizan las FPGA (Field Programmable Gate Arrays) RT para crear sistemas embarcados que cubran las exigentes necesidades de prestaciones por parte de las misiones futuras en el espacio, sobrevivir al brutal proceso de lanzamiento y seguir funcionando de manera fiable en el entorno adverso del espacio. Microchip ha ampliado su gama de FPGA RT para ofrecer estas capacidades a las aplicaciones emergentes de altas prestaciones en el espacio. Un número cada vez mayor de aplicaciones espaciales necesita una capacidad de cálculo superior, por lo que pueden transmitir información procesada en lugar de datos brutos y utilizar de modo óptimo el ancho banda de un enlace descendente limitado.

La FPGA PolarFire RT lo logra con un coste significativamente más bajo y unos ciclos de diseño más cortos que los ASIC (Application-Specific Integrated Circuits). También reduce notablemente el consumo si se compara con la alternativa de recurrir a FPGA basadas en memoria SRAM (Static Random Access Memory), eliminando asimismo su vulnerabilidad ante eventos únicos provocados por la radiación. Las FPGA PolarFire RT cuentan con todos los datos necesarios sobre radiación, especificaciones, encapsulados y herramientas que los clientes necesitan para sus nuevos diseños, empezando por la versión comercial del dispositivo. La FPGA PolarFire RT aprovecha el éxito de la FPGA RTG4 de Microchip, que ha sido ampliamente utilizada en aplicaciones espaciales que exigen su diseño resistente a la radiación, en concreto frente a eventos únicos (Single Event Upsets, SEU), así como su inmunidad inherente a bloqueos puntuales (Single Event Latch-ups, SEL) y problemas de configuración. En aplicaciones espaciales que exijan multiplicar hasta por cinco la capacidad de cálculo, la FPGA PolarFire RT aumenta las prestaciones hasta un 50% y triplica el número de elementos lógicos y el ancho de banda del serializador/ deserializador (SERDES).

También multiplica por seis la cantidad de SRAM embebida para permitir una mayor complejidad del sistema de lo que era posible con FPGA y resiste una exposición a una dosis total de ionización (Total Ionising Dose, TID) superior a 100 kRads, un valor típico en la mayoría de los satélites de órbita terrestre y en muchas misiones en el espacio lejano. La FPGA PolarFire RT reduce el consumo aproximadamente a la mitad respecto a las FPGA basadas en SRAM con una capacidad y unas prestaciones equivalentes. Su tecnología SONOS no volátil (NV) permite implementar sus interruptores de configuración en una arquitectura con un consumo más eficiente que además disminuye los costes de desarrollo y de la lista de materiales gracias a un sistema de alimentación más sencillo, menos costoso y más ligero, minimizando al mismo tiempo la disipación de calor para atenuar los problemas de gestión térmica.

Los diseños se ven aún más simplificados si se comparan con las FPGA basadas en SRAM ya que la FPGA PolarFire RT elimina el coste, la complejidad y el tiempo de recuperación tras problemas puntuales que afecten a la configuración. La FPGA RT se someterá al proceso habitual de cumplimiento de estándares QML, incluida la homologación de clase V para aplicaciones muy críticas. Microchip cuenta con una larga experiencia en la obtención de la homologación QML para sus FPGA RTG4 y para otros productos, lo cual requiere efectuar numerosos ensayos continuos, como la inspección de cada oblea y de los encapsulados. La FPGA PolarFire RTPF500T RT de Microchip, que se suministra en encapsulados CCGA (ceramic column grid array) herméticos con condensadores de desacoplamiento integrados, estará disponible y homologada para su incorporación a vuelos espaciales en 2021. Los clientes pueden empezar a diseñar con la FPGA PolarFire comercial mediante el paquete de herramientas de software Libero® de Microchip, que admite síntesis TMR (Triple Mode Redundancy) de forma opcional para atenuar el efecto de eventos únicos cuando sea necesario, como por ejemplo en circuitos de control.

Hay tarjetas de desarrollo disponibles para la FPGA PolarFire comercial y posteriormente incorporarán el dispositivo PolarFire RT en formato de modelo de ingeniería. Entre los datos sobre radiación disponibles se encuentran TID, SEL, problemas de configuración y en DFF (D-Flip Flop) y memoria sin protección.



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