航天器電子產(chǎn)品的研發(fā)人員通常使用耐輻射(RT)現(xiàn)場可編程門陣列(FPGA)開發(fā)機載系統(tǒng)，以滿足未來太空任務(wù)嚴苛的性能要求，承受劇烈的發(fā)射過程，并在惡劣的太空環(huán)境中連續(xù)可靠地運行。Microchip Technology Inc.(美國微芯科技公司)今日推出經(jīng)優(yōu)化的耐輻射RT PolarFire FPGA，為新興的高性能太空應(yīng)用市場帶來具備上述功能的新產(chǎn)品。新款RT PolarFire FPGA可滿足航天器有效載荷系統(tǒng)對高速數(shù)據(jù)路徑的最苛刻要求，并盡可能降低功耗和發(fā)熱。

Microchip FPGA事業(yè)部副總裁Bruce Weyer表示：“我們正在為一系列不斷發(fā)展的在軌空間應(yīng)用提供支持，它們要求具備高操作性能和密度、低功耗和低發(fā)熱量，同時需要降低系統(tǒng)級成本。我們的RT PolarFire FPGA產(chǎn)品實現(xiàn)了計算吞吐量的重大飛躍，符合這些應(yīng)用的需求，同時可以進行合格制造商認證(QML)。應(yīng)用場景包括用于目標檢測和識別的處理密集型神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)、高分辨率被動和主動成像以及高精度的遠程科學測量工具?！?/span>

現(xiàn)在越來越多的空間應(yīng)用需要更高的計算性能，以便傳輸經(jīng)過處理的信息而不是原始數(shù)據(jù)，充分利用有限的下行帶寬。與專用集成電路(ASIC)相比，RT PolarFire FPGA能以較低的成本和更短的設(shè)計周期實現(xiàn)這一目標。與使用基于靜態(tài)隨機存取存儲器(SRAM)的FPGA相比，新產(chǎn)品不僅大大降低了功耗，同時還消除了因輻射導致配置異常的缺點。RT PolarFire FPGA率先推出的商用版為客戶進行新設(shè)計提供全面支持，包括必要的輻射數(shù)據(jù)、規(guī)格、封裝細節(jié)和工具。

RT PolarFire FPGA建立在Microchip之前成功推出的RTG4 FPGA基礎(chǔ)之上。RTG4 FPGA已廣泛應(yīng)用于空間應(yīng)用中，這些應(yīng)用通過RTG4提供的抗單事件干擾(SEU)設(shè)計和對單事件鎖定(SEL)和配置干擾的固有保護機制增強防輻射能力。對于需要高達五倍計算吞吐量的空間應(yīng)用，RT PolarFire FPGA可實現(xiàn)50%以上的性能提升，同時將邏輯元件數(shù)量和串行器-解串器(SERDES)帶寬增加至原來的三倍。它還提供六倍的嵌入式SRAM數(shù)量，因而可以構(gòu)建更復雜的系統(tǒng)，并能夠承受超過100千拉德(kRad)電離總劑量(TID)的照射(大多數(shù)地球軌道衛(wèi)星和許多深空探測任務(wù)的典型場景)。

RT PolarFire FPGA可以將功耗降低到基于SRAM的FPGA的一半左右，同時保持同等密度和性能。SONOS非易失性(NV)技術(shù)實現(xiàn)了能耗效率更高的配置開關(guān)體系，通過簡化的、較低成本和更輕量的電源系統(tǒng)設(shè)計來削減開發(fā)和材料成本，同時最大限度地減少散熱，以緩解熱管理問題。由于RT PolarFire FPGA消除了抗單事件干擾的成本、復雜性和停機恢復時間，與基于SRAM的FPGA相比，它的設(shè)計也更為簡化。

RT PolarFire FPGA需要通過QML認證的標準流程，包括針對高度關(guān)鍵應(yīng)用的V級資格認證。Microchip在RTG4 FPGA和其他產(chǎn)品的QML認證方面具有豐富的經(jīng)驗，認證需要完成廣泛的連續(xù)性測試，包括篩選每個晶圓和封裝組。

產(chǎn)品供貨

RT PolarFire RTPF500T FPGA將封裝在帶有集成去耦電容器的密封陶瓷列柵格陣列中，產(chǎn)品將于2021年獲得在太空部署的資格并上市?？蛻衄F(xiàn)可使用PolarFire MPF500T FPGA商用版開始其設(shè)計，該版本帶有Microchip Libero?軟件工具包，包括可選的三重模式冗余(TMR)集成支持，可在需要時(例如在控制電路中)啟動抗單事件干擾功能。PolarFire FPGA商用版隨附開發(fā)板，后續(xù)還將涵蓋工程模型形式的RT Polarfire器件。可用的輻射數(shù)據(jù)包括TID、SEL、配置異常、無保護D觸發(fā)器(DFF)和存儲器異常。