新款RT PolarFire FPGA可滿足航天器有效載荷系統(tǒng)

航天器電子產(chǎn)品的研發(fā)人員通常使用耐輻射（RT）現(xiàn)場(chǎng)可編程門(mén)陣列（FPGA）開(kāi)發(fā)機(jī)載系統(tǒng)，以滿足未來(lái)太空任務(wù)嚴(yán)苛的性能要求，承受劇烈的發(fā)射過(guò)程，并在惡劣的太空環(huán)境中連續(xù)可靠地運(yùn)行。Microchip Technology Inc.（美國(guó)微芯科技公司）今日推出經(jīng)優(yōu)化的耐輻射 RT PolarFire FPGA，為新興的高性能太空應(yīng)用市場(chǎng)帶來(lái)具備上述功能的新產(chǎn)品。新款 RT PolarFire FPGA 可滿足航天器有效載荷系統(tǒng)對(duì)高速數(shù)據(jù)路徑的最苛刻要求，并盡可能降低功耗和發(fā)熱。

Microchip FPGA 事業(yè)部副總裁 Bruce Weyer 表示：“我們正在為一系列不斷發(fā)展的在軌空間應(yīng)用提供支持，它們要求具備高操作性能和密度、低功耗和低發(fā)熱量，同時(shí)需要降低系統(tǒng)級(jí)成本。我們的 RT PolarFire FPGA 產(chǎn)品實(shí)現(xiàn)了計(jì)算吞吐量的重大飛躍，符合這些應(yīng)用的需求， 同時(shí)可以進(jìn)行合格制造商認(rèn)證（QML）。應(yīng)用場(chǎng)景包括用于目標(biāo)檢測(cè)和識(shí)別的處理密集型神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)、高分辨率被動(dòng)和主動(dòng)成像以及高精度的遠(yuǎn)程科學(xué)測(cè)量工具?！?/p>

現(xiàn)在越來(lái)越多的空間應(yīng)用需要更高的計(jì)算性能，以便傳輸經(jīng)過(guò)處理的信息而不是原始數(shù)據(jù)，充分利用有限的下行帶寬。 與專用集成電路（ASIC）相比，RT PolarFire FPGA 能以較低的成本和更短的設(shè)計(jì)周期實(shí)現(xiàn)這一目標(biāo)。與使用基于靜態(tài)隨機(jī)存取存儲(chǔ)器（SRAM）的 FPGA 相比，新產(chǎn)品不僅大大降低了功耗，同時(shí)還消除了因輻射導(dǎo)致配置異常的缺點(diǎn)。 RT PolarFire FPGA 率先推出的商用版為客戶進(jìn)行新設(shè)計(jì)提供全面支持，包括必要的輻射數(shù)據(jù)、規(guī)格、封裝細(xì)節(jié)和工具。

RT PolarFire FPGA 建立在 Microchip 之前成功推出的 RTG4 FPGA 基礎(chǔ)之上。RTG4 FPGA 已廣泛應(yīng)用于空間應(yīng)用中，這些應(yīng)用通過(guò) RTG4 提供的抗單事件干擾（SEU）設(shè)計(jì)和對(duì)單事件鎖定（SEL）和配置干擾的固有保護(hù)機(jī)制增強(qiáng)防輻射能力。 對(duì)于需要高達(dá)五倍計(jì)算吞吐量的空間應(yīng)用，RT PolarFire FPGA 可實(shí)現(xiàn) 50％以上的性能提升，同時(shí)將邏輯元件數(shù)量和串行器 - 解串器（SERDES）帶寬增加至原來(lái)的三倍。 它還提供六倍的嵌入式 SRAM 數(shù)量，因而可以構(gòu)建更復(fù)雜的系統(tǒng)，并能夠承受超過(guò) 100 千拉德（kRad）電離總劑量（TID）的照射（大多數(shù)地球軌道衛(wèi)星和許多深空探測(cè)任務(wù)的典型場(chǎng)景）。

RT PolarFire FPGA 可以將功耗降低到基于 SRAM 的 FPGA 的一半左右，同時(shí)保持同等密度和性能。 SONOS 非易失性（NV）技術(shù)實(shí)現(xiàn)了能耗效率更高的配置開(kāi)關(guān)體系，通過(guò)簡(jiǎn)化的、較低成本和更輕量的電源系統(tǒng)設(shè)計(jì)來(lái)削減開(kāi)發(fā)和材料成本，同時(shí)最大限度地減少散熱，以緩解熱管理問(wèn)題。由于 RT PolarFire FPGA 消除了抗單事件干擾的成本、復(fù)雜性和停機(jī)恢復(fù)時(shí)間，與基于 SRAM 的 FPGA 相比，它的設(shè)計(jì)也更為簡(jiǎn)化。

RT PolarFire FPGA 需要通過(guò) QML 認(rèn)證的標(biāo)準(zhǔn)流程，包括針對(duì)高度關(guān)鍵應(yīng)用的 V 級(jí)資格認(rèn)證。 Microchip 在 RTG4 FPGA 和其他產(chǎn)品的 QML 認(rèn)證方面具有豐富的經(jīng)驗(yàn)，認(rèn)證需要完成廣泛的連續(xù)性測(cè)試，包括篩選每個(gè)晶圓和封裝組。

產(chǎn)品供貨

RT PolarFire RTPF500T FPGA 將封裝在帶有集成去耦電容器的密封陶瓷列柵格陣列中，產(chǎn)品將于 2021 年獲得在太空部署的資格并上市?？蛻衄F(xiàn)可使用 PolarFire MPF500T FPGA 商用版開(kāi)始其設(shè)計(jì)， 該版本帶有 Microchip Libero?軟件工具包，包括可選的三重模式冗余（TMR）集成支持，可在需要時(shí)（例如在控制電路中）啟動(dòng)抗單事件干擾功能。 PolarFire FPGA 商用版隨附開(kāi)發(fā)板，后續(xù)還將涵蓋工程模型形式的 RT Polarfire 器件?？捎玫妮椛鋽?shù)據(jù)包括 TID、SEL、配置異常、無(wú)保護(hù) D 觸發(fā)器（DFF）和存儲(chǔ)器異常。