Microchip:schaal ruimtetoepassingen met COTS-naar-straling-tolerante Core MCU's

Van NewSpace tot kritieke ruimtemissies, ontwerpers van ruimtetoepassingen moeten ontwerpcycli en kosten verminderen en tegelijkertijd de ontwikkeling schalen voor missies met verschillende stralingsvereisten. Om deze trend te ondersteunen, introduceerde Microchip Technology de eerste Arm-gebaseerde microcontrollers in de ruimtevaartindustrie die de lage kosten en grote ecosysteemvoordelen van COTS-technologie combineren met ruimtegekwalificeerde versies met schaalbare stralingsniveaus. De SAMV71Q21RT stralingstolerante en SAMRH71 stralingsgeharde MCU's zijn gebaseerd op de voor auto's gekwalificeerde SAMV71 en implementeren het wijdverbreide Arm Cortex-M7 System on Chip, waardoor meer integratie, kostenreductie en hogere prestaties in ruimtesystemen mogelijk zijn.

Met de SAMV71Q21RT en SAMRH71 kunnen softwareontwikkelaars beginnen met de implementatie van het SAMV71 COTS-apparaat voordat ze overstappen op een component van ruimtekwaliteit, waardoor de ontwikkeltijd en -kosten aanzienlijk worden verminderd. Beide apparaten kunnen de volledige softwareontwikkelingstoolchain van de SAMV71 gebruiken, aangezien ze hetzelfde ecosysteem delen, inclusief softwarebibliotheken, Board Support Package en het eerste niveau van portering van het besturingssysteem. Zodra de voorbereidende ontwikkelingen op het COTS-apparaat zijn voltooid, kan alle softwareontwikkeling eenvoudig worden omgewisseld voor een stralingstolerante of stralingsharde versie in een zeer betrouwbare plastic verpakking of een ruimtewaardige keramische verpakking. De stralingstolerante MCU SAMV71Q21RT hergebruikt de volledige COTS-maskerset en biedt pinout-compatibiliteit, waardoor de overgang van COTS naar gekwalificeerde ruimteonderdelen onmiddellijk wordt gemaakt.

Terwijl de stralingsprestaties van de SAMV71Q21RT ideaal zijn voor NewSpace-toepassingen zoals Low Earth Orbit (LEO) satellietconstellaties en robotica, biedt de SAMRH71 de stralingsprestaties die geschikt zijn voor meer kritische subsystemen zoals gyroscopen en sterrenvolgapparatuur. Het rad-tolerante SAMV71Q21RT-apparaat zorgt voor een geaccumuleerde TID van 30 Krad (Si) met latch-up-immuniteit en is niet-destructief tegen zware ionen. Beide apparaten zijn volledig immuun voor Single-Event Latchup tot 62 MeV.cm²/mg.

De SAMV71Q21RT en SAMRH71 zijn gebaseerd op de Arm Cortex-M7-kern en werken met hoge prestaties en een laag stroomverbruik voor een lange levensduur voor ruimtevaarttoepassingen. Om te beschermen tegen de effecten van straling en om systeemmitigatie te beheren, omvat de architectuur van de apparaten functies voor foutbeheer en gegevensintegriteit, zoals foutcorrigerend codegeheugen, integriteitscontrolemonitor en geheugenbeschermingseenheid. De SAMV71Q21RT en SAMRH71 beschikken ook over CAN FD- en Ethernet AVB/TSN-mogelijkheden om de evolutie van de connectiviteitsvereisten van ruimtesystemen te volgen. Om deep space-toepassingen verder te ondersteunen, heeft de SAMRH71 speciale SpaceWire- en MIL-STD-1553-interfaces voor controle en supersnel gegevensbeheer tot 200 Mbit/s.

Om het ontwerpproces te vergemakkelijken en de time-to-market te versnellen, kunnen ontwikkelaars het ATSAMV71-XULT evaluatiebord gebruiken. De apparaten worden ondersteund door Atmel Studio Integrated Development Environment voor het ontwikkelen, debuggen en softwarebibliotheken. Beide toestellen worden medio 2019 ook ondersteund in MPLAB Harmony versie 3.0.