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【世说芯品】Microchip推出低功耗耐辐射(RT)PolarFire®FPGA,助力客户以更低的系统总成本实现高带宽空间系统

2019-11-05
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航天器电子产品的研发人员通常使用耐辐射(RT)现场可编程门阵列(FPGA)开发机载系统,以满足未来太空任务严苛的性能要求,承受剧烈的发射过程,并在恶劣的太空环境中连续可靠地运行。Microchip Technology Inc.(美国微芯科技公司)近日推出经优化的耐辐射RT PolarFire FPGA,为新兴的高性能太空应用市场带来具备上述功能的新产品。新款RT PolarFire FPGA可满足航天器有效载荷系统对高速数据路径的最苛刻要求,并尽可能降低功耗和发热。

 

Microchip FPGA事业部副总裁Bruce Weyer表示:

我们正在为一系列不断发展的在轨空间应用提供支持,它们要求具备高操作性能和密度、低功耗和低发热量,同时需要降低系统级成本。我们的RT PolarFire FPGA产品实现了计算吞吐量的重大飞跃,符合这些应用的需求, 同时可以进行合格制造商认证(QML)。应用场景包括用于目标检测和识别的处理密集型神经网络、高分辨率被动和主动成像以及高精度的远程科学测量工具。

现在越来越多的空间应用需要更高的计算性能,以便传输经过处理的信息而不是原始数据,充分利用有限的下行带宽。与专用集成电路(ASIC)相比,RT PolarFire FPGA能以较低的成本和更短的设计周期实现这一目标。与使用基于静态随机存取存储器(SRAM)的FPGA相比,新产品不仅大大降低了功耗,同时还消除了因辐射导致配置异常的缺点。RT PolarFire FPGA率先推出的商用版为客户进行新设计提供全面支持,包括必要的辐射数据、规格、封装细节和工具。


RT  PolarFire FPGA建立在Microchip 之前成功推出的RTG4 FPGA基础之上。RTG4 FPGA已广泛应用于空间应用中,这些应用通过RTG4提供的抗单事件干扰(SEU)设计和对单事件锁定(SEL)和配置干扰的固有保护机制增强防辐射能力。对于需要高达五倍计算吞吐量的空间应用,RT PolarFire FPGA可实现50%以上的性能提升,同时将逻辑元件数量和串行器-解串器(SERDES)带宽增加至原来的三倍。它还提供六倍的嵌入式SRAM数量,因而可以构建更复杂的系统,并能够承受超过100千拉德(kRad)电离总剂量(TID)的照射(大多数地球轨道卫星和许多深空探测任务的典型场景)。

 

RT PolarFire FPGA可以将功耗降低到基于SRAM的FPGA的一半左右,同时保持同等密度和性能。SONOS非易失性(NV)技术实现了能耗效率更高的配置开关体系,通过简化的、较低成本和更轻量的电源系统设计来削减开发和材料成本,同时最大限度地减少散热,以缓解热管理问题。由于RT PolarFire FPGA消除了抗单事件干扰的成本、复杂性和停机恢复时间,与基于SRAM的FPGA相比,它的设计也更为简化。

 

RT PolarFire FPGA需要通过QML认证的标准流程,包括针对高度关键应用的V级资格认证。Microchip在RTG4 FPGA和其他产品的QML认证方面具有丰富的经验,认证需要完成广泛的连续性测试,包括筛选每个晶圆和封装组。

 


产品供货

RT PolarFire RTPF500T FPGA将封装在带有集成去耦电容器的密封陶瓷列栅格阵列中,产品将于2021年获得在太空部署的资格并上市。客户现可使用PolarFire MPF500T FPGA商用版开始其设计, 该版本带有Microchip Libero®软件工具包,包括可选的三重模式冗余(TMR)集成支持,可在需要时(例如在控制电路中)启动抗单事件干扰功能。PolarFire FPGA商用版随附开发板,后续还将涵盖工程模型形式的RT Polarfire器件。可用的辐射数据包括TID、SEL、配置异常、无保护D触发器(DFF)和存储器异常。

世健可以提供参考设计以及技术指导


原文出自Microchip官方微信


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