Microchip hat sein RT-FPGA-Portfolio erweitert, um diese Funktionen für neue, leistungsstarke Weltraumanwendungen bereitzustellen.
Immer mehr Weltraumanwendungen benötigen überlegene Rechenleistung, um verarbeitete Informationen anstelle von Rohdaten zu übertragen und die Bandbreite einer begrenzten Downlink-Verbindung zu optimieren. Das PolarFire RT-FPGA erreicht dies zu deutlich geringeren Kosten und mit kürzeren Entwicklungszyklen als ASICs (anwendungsspezifische integrierte Schaltungen). Es reduziert außerdem den Stromverbrauch im Vergleich zu SRAM-basierten FPGAs erheblich und eliminiert deren Anfälligkeit für strahlungsinduzierte Einzelereignisse. PolarFire RT-FPGAs werden mit allen notwendigen Strahlungsdaten, Spezifikationen, Gehäusen und Tools geliefert, die Kunden für ihre neuen Designs benötigen – beginnend mit der kommerziellen Version des Geräts.

Das PolarFire RT-FPGA baut auf dem Erfolg des RTG4-FPGAs von Microchip auf, der in Weltraumanwendungen mit hohem Strahlungsschutz, insbesondere gegen Single Event Upsets (SEUs), sowie seiner inhärenten Immunität gegen Single Event Latch-ups (SELs) und Konfigurationsprobleme weit verbreitet ist. In Weltraumanwendungen mit bis zu fünffachem Rechenleistungsbedarf steigert das PolarFire RT FPGA die Performance um bis zu 50 % und verdreifacht die Anzahl der Logikelemente sowie die SERDES-Bandbreite (Serialisierer/Deserialisierer). Zudem erhöht es die Menge des eingebetteten SRAM um das Sechsfache und ermöglicht so eine höhere Systemkomplexität als bisher mit FPGAs möglich. Es widersteht einer Gesamtionisationsdosis (TID) von über 100 kRad – ein typischer Wert für die meisten Erdumlaufbahnsatelliten und viele Tiefraummissionen.
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 die Implementierung von Konfigurationsschaltern in einer energieeffizienteren Architektur. Dies senkt dank eines einfacheren, kostengünstigeren und leichteren Stromversorgungssystems auch die Entwicklungs- und Materialkosten. Dadurch wird die Wärmeabgabe minimiert und Probleme beim Wärmemanagement reduziert. Im Vergleich zu SRAM-basierten FPGAs werden die Designs weiter vereinfacht, da der PolarFire RT FPGA die Kosten, Komplexität und Wiederherstellungszeiten im Zusammenhang mit Konfigurationsproblemen eliminiert.
Der RT FPGA durchläuft den standardmäßigen QML-Konformitätsprozess, einschließlich der Zertifizierung der Klasse V für kritische Anwendungen. Microchip verfügt über umfangreiche Erfahrung mit der QML-Zertifizierung seiner RTG4 FPGAs und anderer Produkte. Dieser Prozess umfasst zahlreiche kontinuierliche Tests, darunter die Inspektion jedes Wafers und Gehäuses.
Der PolarFire RTPF500T RT FPGA von Microchip, der in hermetisch versiegelten CCGA-Gehäusen (Ceramic Column Grid Array) mit integrierten Entkopplungskondensatoren geliefert wird, ist ab 2021 verfügbar und für die Raumfahrt zertifiziert. Kunden können mit dem kommerziellen PolarFire FPGA und dem Libero® Software-Toolkit von Microchip sofort mit dem Design beginnen. Dieses unterstützt optional die Triple Mode Redundancy (TMR)-Synthese, um bei Bedarf die Auswirkungen einzelner Ereignisse, beispielsweise in Steuerschaltungen, zu minimieren. Für den kommerziellen PolarFire-FPGA sind Entwicklungsboards erhältlich, die später das PolarFire-RT-Gerät im Engineering-Modellformat integrieren werden. Verfügbare Strahlungsdaten umfassen TID, SEL, Konfigurationsprobleme sowie D-Flipflops und ungeschützten Speicher.

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