Microchip PolarFire® FPGA 用于高带宽空间系统 - Convertronic 电子杂志

细节: 类别：集成电路; 2019年10月22日

Microchip公司发布了PolarFire（抗辐射）RT FPGA，该FPGA经过优化，能够满足有效载荷空间系统中高速数据通路最严苛的要求，同时最大限度地降低功耗和发热量。空间电子设备开发人员正在使用RT FPGA（现场可编程门阵列）来创建机载系统，这些系统能够满足未来太空任务的严苛性能要求，经受住严酷的发射过程，并在恶劣的太空环境中持续可靠运行。.

Microchip 扩展了其 RT FPGA 产品线，旨在为新兴的高性能空间应用提供这些功能。
越来越多的空间应用需要更强大的计算能力，以便传输处理后的信息而非原始数据，并优化有限下行链路的带宽。PolarFire RT FPGA 以远低于 ASIC（专用集成电路）的成本和更短的设计周期实现了这一目标。与基于 SRAM 的 FPGA 相比，它还显著降低了功耗，并消除了后者易受辐射诱发的单粒子翻转 (SEU) 的影响。PolarFire RT FPGA 包含客户新设计所需的所有辐射数据、规格、封装和工具，从商用版本开始即可满足这些需求。PolarFire
 RT FPGA 基于 Microchip 的 RTG4 FPGA 的成功经验而开发，RTG4 FPGA 因其抗辐射设计（特别是针对单粒子翻转 (SEU)）以及固有的抗单粒子闩锁 (SEL) 和配置问题的能力而被广泛应用于需要抗辐射设计的空间应用中。在需要高达五倍计算能力的太空应用中，PolarFire RT FPGA 可将性能提升高达 50%，并将逻辑单元数量和串行器/解串器 (SERDES) 带宽提升至原来的三倍。它还将嵌入式 SRAM 容量提升至原来的六倍，从而能够实现比以往 FPGA 更高的系统复杂性，并能承受超过 100 kRad 的总电离剂量 (TID)，这对于大多数地球轨道卫星和许多深空任务而言都是典型值。
与同等容量和性能的基于 SRAM 的 FPGA 相比，PolarFire RT FPGA 的功耗降低了约一半。其非易失性 (NV) SONOS 技术允许在更节能的架构中实现配置开关，并且由于电源系统更简单、更便宜、更轻便，因此也降低了开发成本和物料清单成本。这最大限度地减少了散热，从而缓解了热管理问题。与基于 SRAM 的 FPGA 相比，PolarFire RT FPGA 的设计更加简化，因为它消除了与配置相关问题带来的成本、复杂性和恢复时间。RT
FPGA 将经过标准的 QML 合规性流程，包括针对关键应用的 V 级认证。Microchip 在为其 RTG4 FPGA 和其他产品获得 QML 认证方面拥有丰富的经验，该认证涉及众多连续测试，包括对每个晶圆和封装的检验。Microchip
的 PolarFire RTPF500T RT FPGA 采用带有集成去耦电容的气密封装 CCGA（陶瓷柱栅阵列）封装，将于 2021 年上市并获得航天飞行认证。客户可以使用 Microchip 的 Libero® 软件工具包开始使用商用 PolarFire FPGA 进行设计，该工具包可选地支持三模冗余 (TMR) 综合，以便在需要时（例如在控制电路中）减轻单个事件的影响。商用 PolarFire FPGA 的开发板现已推出，未来还将以工程模型格式集成 PolarFire RT 器件。可用的辐射数据包括 TID、SEL、配置问题、DFF（D 触发器）和未受保护的存储器。

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