Microsemi lanserar nu en ny familj strålningshärdiga FPGAer. RTG4-familjen är SRAM-baserad och har runt 20 gånger högre signalbehandlingskapacitet än föregående generations RTAX-DSP FPGA.  Bilden visar ett utvecklingskort för nya RTG4.

Sensorernas upplösning i satelliter ökar snabbare än vad den möjliga bandbredden för att sända ned data till jordstationer gör.  Därför försöker man att processa så mycket data som möjligt uppe i själva satelliten.
För att få tillräckligt hög beräkningskapacitet har man hittills i många fall valt att utföra satellitens elektronik i en ASIC. Lösningen kan bli snabb, kompakt och effektsnål. Men utvecklingskostnaderna är höga och de måste slås ut på låga volymer. Utvecklingstiden är lång, liksom tillverkningstiden. Dessutom finns det alltid en risk för att konstruktionen måste göras om, och det till mycket höga kostnader.
Ett alternativ till ASIC är i många vanliga tillämpningar FPGA, men hittills har utbudet varit mycket begränsat för rymdelektronik, där det krävs strålningshärdiga konstruktioner.  Kringelektroniken kan också bli omfattande vilket ger ökad storlek, vikt och effektförbrukning. I rymdsammanhang gäller det att verkligen minimera satellitens  nyttolast.  I de runt 100 satelliter som sänds upp varje år kan, enligt Microsemi, mer än 50 kg sparas varje år. Varje satellit kan ha upp till 8 instrument som nyttolast, och i varje instrument kan det komma att behövas mellan 1 och 12 RTG4-FPGA. Den första satellit som innehåller RTG4 kommer att skjutas upp 2017.  

RTG4 konkurrerar mot ASIC
Den nya kretsfamiljen RTG4  har fler register, kombinatorisk logik, multiplicerande block och transceivrar än andra strålningshärdiga FPGA. Kretsen drar låg effekt, startar vid strömpåslag och det behövs inga yttre minneskretsar.
Intressant är att kretsen inte kräver någon speciell processteknik för att bli strålningshärdig.
–  Strålningståligheten ligger i stället i själva konstruktionen, säger Ken O´Neal, marknadsdirektör inom Microsemi. Därför kan vi tillverka den i en ordinär CMOS-process hos UMC.
Konstruktionen gör att Flash-cellerna tål höga doser. Och register, SRAM, multiplikatorer och PLL klarar enskilda, höga  strålningsförlopp.
I de logiska elementen ingår trippelredundanta, självkorrigerande register och filter som tar bort enskilda transienter (”spänningsspikar”).  Sådana ”single event transient filter”, SET, finns även inlagda i logiken för klockåtervinning.  
Först ut i kretsfamiljen är RT4G150. Den samplas nu. RT4G150 innehåller bland annat 151 824 logiska element och 462 block av 18×18 multiplikatorer/ackumulatorer. Den har 24 seriella 3,125 Gbit/s portar vilka tillsammans ger en överföringskapacitet av 75 Gbit/s.
I början av 2016 kommer den hälften så stora RT4G075 ut på marknaden.
Under 2016 kommer man också att kunna beställa MIL-STD-883 class B för flygbruk. Senare under året kommer kretsarna att vara kvalificerade enligt QML class Q.

Filed under: Utländsk Teknik