Das strahlungsresistente PolarFire®-FPGA von Microchip ermöglicht die Entwicklung weltraumgestützter Systeme mit hoher Bandbreite zu niedrigeren Gesamtkosten

Microchip kündigt das PolarFire (strahlungstolerante) RT-FPGA an, das optimiert ist, um die anspruchsvollsten Anforderungen für Hochgeschwindigkeits-Datenpfade von Weltraum-Nutzlastsystemen mit möglichst geringem Stromverbrauch und Wärmeentwicklung zu erfüllen. Entwickler von Raumfahrtelektronik verwenden RT-FPGAs (Field Programmable Gate Arrays), um On-Board-Systeme zu entwickeln, die die anspruchsvollen Leistungsanforderungen zukünftiger Missionen im Weltraum erfüllen, den brutalen Startprozess überstehen und im Weltraum weiterhin zuverlässig funktionieren. Microchip hat sein Angebot an RT-FPGAs erweitert, um diese Fähigkeiten für neue Hochleistungsanwendungen im Weltraum anzubieten. Immer mehr Weltraumanwendungen benötigen eine höhere Rechenleistung, um verarbeitete Informationen anstelle von Rohdaten zu übertragen und die begrenzte Downlink-Bandbreite optimal zu nutzen.
Das PolarFire RT FPGA erreicht dies mit deutlich geringeren Kosten und kürzeren Designzyklen als ASICs (Application-Specific Integrated Circuits). Es reduziert auch den Stromverbrauch im Vergleich zur Alternative der Verwendung von FPGAs auf der Basis von SRAM (Static Random Access Memory) erheblich und beseitigt auch seine Anfälligkeit für einzelne Ereignisse, die durch Strahlung verursacht werden. PolarFire RT FPGAs verfügen über alle erforderlichen Strahlungsdaten, Spezifikationen, Pakete und Tools, die Kunden für ihre neuen Designs benötigen, beginnend mit der kommerziellen Version des Geräts. Das PolarFire RT FPGA baut auf dem Erfolg des RTG4 FPGA von Microchip auf, das in Raumfahrtanwendungen weit verbreitet ist, die sein strahlungsbeständiges Design, insbesondere Single Event Upsets (SEUs), sowie seine inhärente Immunität gegenüber bestimmten Blöcken (Single Event Latch-ups, SEL) und Konfigurationsprobleme. In Weltraumanwendungen, die eine 50-fache Steigerung der Rechenleistung erfordern, erhöht das PolarFire RT FPGA die Leistung um bis zu XNUMX % und verdreifacht die Anzahl der Logikelemente und die Serializer/Deserializer (SERDES)-Bandbreite.
Es erhöht auch die Menge an eingebettetem SRAM um sechs, um eine größere Systemkomplexität zu ermöglichen, als dies mit FPGAs möglich war, und widersteht einer Exposition gegenüber einer Gesamtionisierungsdosis (TID) von mehr als 100 kRad, ein typischer Wert in der Industrie, den meisten erdumlaufenden Satelliten und auf vielen Deep-Space-Missionen. Das PolarFire RT FPGA reduziert den Stromverbrauch im Vergleich zu SRAM-basierten FPGAs mit gleicher Kapazität und Leistung um etwa die Hälfte. Seine nichtflüchtige (NV) SONOS-Technologie ermöglicht es Ihnen, Ihre Konfigurations-Switches in einer energieeffizienteren Architektur bereitzustellen, die auch die Entwicklungs- und Stücklistenkosten durch ein einfacheres, kostengünstigeres und leichteres Stromversorgungssystem senkt und gleichzeitig die Wärmeableitung minimiert, um das Wärmemanagement zu erleichtern Ausgaben.
Die Designs werden im Vergleich zu SRAM-basierten FPGAs weiter vereinfacht, da das PolarFire RT FPGA Kosten, Komplexität und Wiederherstellungszeit aufgrund einzelner Konfigurationsprobleme eliminiert. Das FPGA RT durchläuft den üblichen QML-Standard-Compliance-Prozess, einschließlich der Klasse-V-Zertifizierung für hochkritische Anwendungen. Microchip verfügt über langjährige Erfahrung bei der Erlangung der QML-Zertifizierung für seine RTG4-FPGAs und andere Produkte, was umfangreiche laufende Tests erfordert, einschließlich der Inspektion jedes Wafers und Gehäuses. Das PolarFire RTPF500T RT FPGA von Microchip wird in versiegelten CCGA-Gehäusen (Ceramic Column Grid Array) mit integrierten Entkopplungskondensatoren geliefert und für die Raumfahrt im Jahr 2021 erhältlich und zertifiziert sein. Kunden können mit dem Design mit dem PolarFire FPGA beginnen, das im Handel über die Libero®-Software-Suite von Microchip erhältlich ist, die optional erhältlich ist unterstützt Triple Mode Redundancy (TMR)-Synthese, um die Auswirkungen einzelner Ereignisse bei Bedarf abzuschwächen, z. B. in Steuerschaltungen.
Entwicklungsplatinen sind für das kommerzielle PolarFire FPGA verfügbar und werden später das PolarFire RT-Gerät im technischen Modellformat integrieren. Zu den verfügbaren Strahlungsdaten gehören TID, SEL, Konfigurationsprobleme sowie DFF (D-Flip-Flop) und Bare Memory.