Die Entwicklung strahlungsresistenter Systeme für Weltraumanwendungen war traditionell durch lange Vorlaufzeiten und hohe Kosten gekennzeichnet, um in mehrjährigen Missionen unter widrigen Bedingungen ein Höchstmaß an Zuverlässigkeit zu erreichen.
Der AtmegaS64M1 ist Microchips zweiter 8-Bit-MegaAVR®-Mikrocontroller, der auf einem strahlungsresistenten, kommerziell erhältlichen Bauteil basiert. Dieser Ansatz nutzt ein bewährtes und für die Automobilindustrie zugelassenes Bauteil wie den Atmega64M1 und ermöglicht die Entwicklung kompatibler Formfaktorversionen in hochzuverlässigen Kunststoff- und Keramikgehäusen, die für Weltraumanwendungen zugelassen sind. Diese Bauteile sind so konzipiert, dass sie die Anforderungen an die Strahlungstoleranz erfüllen und folgende Leistungsmerkmale aufweisen:
• Vollständige Immunität gegen Single-Event Latch-Up (SEL) bis zu 62 MeV·cm²/mg
• Keine Single-Event Functional Interrupts (SEFI) bei garantierter Speicherintegrität
• Gesamte ionisierende Dosis (TID) zwischen 20 und 50 krad(Si)
• Charakterisierung aller Funktionsblöcke im Falle eines Single-Event Upset (SEU)
Das neue Gerät ergänzt den AtmegaS128, einen strahlungsresistenten Mikrocontroller, der bereits bei mehreren wichtigen Weltraummissionen eingesetzt wurde, darunter die Erforschung des Mars und eine Megakonstellation von mehreren hundert Satelliten in der niedrigen Erdumlaufbahn (LEO).
Die kommerzielle Version des Bausteins, ATmega64M1, kann zusammen mit den umfangreichen Entwicklungswerkzeugen (Entwicklungskits und Code-Konfigurator) für die Hardware-, Firmware- und Softwareentwicklung genutzt werden. Sobald das System für die Prototypen- oder Serienphase bereit ist, kann der kommerzielle Baustein durch einen kompatiblen, strahlungsresistenten ATmegaS64M1 im 32-Pin-Keramikgehäuse (QFP32) ersetzt werden, der die gleiche Funktionalität bietet. Dies führt zu erheblichen Kosteneinsparungen sowie reduzierten Entwicklungszeiten und -risiken.
Der ATmegaS64M1 bietet einen breiten Betriebstemperaturbereich von -55 °C bis +125 °C. Er ist der erste kommerziell erhältliche, strahlungsresistente Mikrocontroller, der einen CAN-Bus (Controller Area Network), einen D/A-Wandler und Motorsteuerungsfunktionen vereint. Diese Eigenschaften machen ihn ideal für verschiedene Subsysteme, wie z. B. Fernsteuergeräte und Datenmanagementfunktionen für Satelliten, Satellitenkonstellationen, Trägerraketen oder kritische Avionikanwendungen.
Um den Designprozess zu vereinfachen und die Markteinführungszeit zu verkürzen, bietet Microchip das STK 600 Full Development Board für den ATmegaS64M1 an. Dieses Board ermöglicht Entwicklern einen optimalen Start in die Codeentwicklung dank fortschrittlicher Prototyping- und Testfunktionen. Es wird von der integrierten Entwicklungsumgebung (IDE) Atmel Studio sowie Softwarebibliotheken für Entwicklung und Debugging unterstützt.
Die bereits als Muster und für die Serienproduktion verfügbaren Bausteine sind in vier Versionen erhältlich:
• ATmegaS64M1-KH-E im QFP32-Keramikgehäuse für Prototypen
• ATmegaS64M1-KH-MQ im QFP32-Keramikgehäuse für Weltraumanwendungen mit QMLQ-Zulassung
• ATmegaS64M1-KH-SV im QFP32-Keramikgehäuse für Weltraumanwendungen mit QMLV-Zulassung
• ATmegaS64M1-MD-HP im QFP32-Kunststoffgehäuse mit AQEC-Zulassung für hohe Zuverlässigkeit für die Serienproduktion
