Microchip annuncia l’FPGA PolarFire Radiation-Tolerant (RT)

Con il suo basso consumo, consente di utilizzare sistemi spaziali a larghezza di banda elevata con costi totali di sistema inferiori.

Microchip presenta l’FPGA RT PolarFire ottimizzato per soddisfare i requisiti più esigenti nel traffico dati ad alta velocità dei sistemi payload dei veicoli spaziali con il minor consumo possibile di energia e minore generazione di calore.

Gli sviluppatori di elettronica per veicoli spaziali utilizzano Radiation Tolerant (RT) Field Programmable Gate Arrays (FPGAs) per creare sistemi di bordo che soddisfano le esigenze prestazionali impegnative delle future missioni spaziali, sopravvivono al brutale processo di lancio e continuano a operare in modo affidabile nel duro ambiente dello spazio. Microchip ha esteso la sua offerta di FPGA RT per offrire queste funzionalità alle emergenti applicazioni spaziali ad alte prestazioni:

• Per sistemi di elaborazione con throughput elevato on-orbit che resistono agli effetti delle radiazioni nello spazio
• L’FPGA con il più basso consumo disponible offre costi più bassi e cicli di progettazione più rapidi rispetto all’ASIC
• Migliora le prestazioni, gli elementi logici e la larghezza di banda SERDES rispetto agli FPGA standard
• Gestisce Single Event Upsets e offre l’immunità intrinseca a Single Event Latch-ups

Un numero crescente di applicazioni spaziali necessita di maggiori prestazioni computazionali in modo da poter trasmettere informazioni elaborate anziché dati grezzi e fare un uso ottimale della limitata larghezza di banda di downlink. L’FPGA  RT PolarFire consente tutto ciò a costi significativamente inferiori e con cicli di progettazione più rapidi di quanto sia possibile con Application-Specific Integrated Circuits  (ASIC).   Inoltre, riduce notevolmente il consumo rispetto all’alternativa dell’utilizzo di FPGA basate su Static Random Access Memory (SRAM) eliminando la loro vulnerabilità ai disturbi nella configurazione radiation-induced. L’FPGA RT PolarFire è supportato da tutti i dati necessari sulle radiazioni, le specifiche, i dettagli del package e gli strumenti di cui i clienti hanno bisogno per iniziare subito nuovi progetti, inizialmente con la versione commerciale del dispositivo.

L’FPGA RT PolarFire si basa sul successo dell’FPGA RTG4 di Microchip, che è stato ampiamente utilizzato in applicazioni spaziali che ne richiedono il suo rafforzamento verso le radiazioni in base alla progettazione per Single Event Upsets (SEUs) e immunità intrinseca ai Single Event Latch-ups (SELs) e upset di configurazione. Per applicazioni spaziali che richiedono un throughput di elaborazione fino a cinque volte superiore, l’FPGA PolarFire RT offre il 50 percento in più di prestazioni e triplica la larghezza di banda di Serialiser-Deserialiser (SERDES) ed elementi logici.  Fornisce inoltre una quantità sei volte maggiore di SRAM embedded per consentire una maggiore complessità del sistema rispetto a quanto fosse precedentemente possibile utilizzando FPGA e resiste all’esposizione TID (Total Ionizing Dose) oltre i 100 kilorad (kRad) tipici della maggior parte dei satelliti in orbita terrestre e di molte missioni nello spazio profondo.

L’FPGA RT PolarFire riduce il consumo energetico a circa la metà di quello di FPGA alternativi basati su SRAM con densità e prestazioni equivalenti. La sua tecnologia SONOS Non-Volatile (NV) consente di implementare i suoi switch di configurazione in un’architettura più efficiente dal punto di vista energetico che riduce i costi di sviluppo e la distinta dei materiali attraverso una progettazione del sistema di alimentazione semplificata, meno costosa e più leggera minimizzando la dissipazione del calore per ridurre i problemi di gestione termica. I progetti sono ulteriormente semplificati rispetto all’utilizzo di FPGA basati su SRAM perché l’FPGA RT Polar Polar elimina i costi, la complessità e i tempi di inattività di ripristino della mitigazione delle configurazioni SEU.

L’FPGA RT PolarFire sarà sottoposto al processo per soddisfare gli standard QML inclusa la qualifica class V per applicazioni altamente critiche. Microchip ha una lunga esperienza nel conseguire la qualifica QML per i suoi FPGA RTG4 e altri prodotti, il che richiede test approfonditi e continui, incluso lo screening di ogni wafer e lotto di confezionamento.

Assemblato in un array di griglie a colonna in ceramica ermeticamente sigillato con condensatori di disaccoppiamento integrati, l’FPGA RT PolarFire RTPF500T di Microchip sarà disponibile e qualificato per l’implementazione di voli spaziali nel 2021. I clienti possono iniziare subito i progetti utilizzando la FPGA commerciale PolarFire MPF500T con la suite di strumenti software Libero di Microchip che include il supporto di sintesi TMR (Triple Mode Redundancy) opzionale per l’implementazione di mitigazione SEU ove richiesto, come nei circuiti di controllo. Schede di sviluppo sono disponibili con l’FPGA PolarFire commerciale che in seguito includeranno il dispositivo RT PolarFire in forma di modello ingegneristico. I dati di radiazione disponibili includono TID, SEL, configuration upsets e upset in D-Flip Flop (DFF) non protetto e memoria.

Maggiori informazioni: RT PolarFire