Блог компании Поставка Infineon LEO космическая электроника проектирует решения: NewSpace память, радиационная толерантность мощности

Поставка решений для разработки космической электроники Infineon LEO: память NewSpace, радиационно-устойчивая мощность

Шэньчжэньская компания электроники Mingjiada, Ltd.является всемирно известным авторизованным независимым дистрибьютором электронных компонентов. Имея на складе более 2 миллионов SKU, гарантию оригинальной продукции и эффективные возможности доставки, мы предоставляем услуги по поставке электронных компонентов клиентам в секторе электроники. Мы балансируем экономическую эффективность с технической совместимостью, чтобы помочь нашим клиентам ускорить разработку продукции и процессы массового производства.

Преимущества поставок

1. Оригинальная продукция, надежное качество. Вся продукция поставляется непосредственно от оригинальных производителей. Мы строго контролируем каналы закупок, и каждый чип проходит строгую проверку качества. Мы строго исключаем отремонтированные или бракованные новые продукты, чтобы обеспечить стабильную работу продуктов наших клиентов, давая вам полное спокойствие.

2. Достаточный запас и быстрая отправка: Опираясь на обширные складские ресурсы и хорошо налаженную систему цепочки поставок, Mingjiada Electronics поддерживает запасы всего спектра моделей продукции. Будь то закупка небольших партий образцов или крупномасштабные заказы на массовое производство, мы быстро реагируем и оперативно отправляем продукцию для удовлетворения неотложных производственных потребностей, тем самым сокращая циклы исследований и разработок продукции, а также циклы массового производства.

3. Отличное соотношение цены и качества и комплексные услуги. Опираясь на многолетний опыт работы в отрасли и сильные возможности закупок, мы предлагаем нашим клиентам очень конкурентоспособные цены. Кроме того, у нас есть специальная группа технической поддержки, предоставляющая комплексные услуги, включая выбор продукта, технические консультации и послепродажную поддержку, чтобы помочь клиентам в решении различных проблем в процессе выбора и применения.

I. Ядро низкоорбитальных электронных систем

Радиационные угрозы: низкая околоземная орбита (LEO) подвержена протонному и электронному излучению, которое может вызвать общую ионизирующую дозу (TID), однократные сбои (SEU) и однократные функциональные прерывания (SEFI), что приводит к переворотам битов памяти, сбоям в работе чипов питания и сбоям в системе;

Строгие ограничения энергопотребления. Поскольку мощность, подаваемая спутниковыми солнечными батареями, ограничена, компоненты памяти и управления питанием должны сочетать высокую производительность с низким энергопотреблением в состоянии покоя;

Миниатюризация и снижение веса: место на печатной плате на спутниках CubeSat и небольших спутниках ограничено, поэтому предпочтение отдается компонентам небольшого размера с малым количеством контактов для упрощения периферийных схем;

Дилемма стоимости и доставки: для массивных группировок требуются тысячи спутников; широкомасштабное внедрение дорогостоящих компонентов для аэрокосмической промышленности в керамических корпусах непрактично, что требует применения решений в радиационно-стойких пластиковых капсулах;

Стабильная работа в широком диапазоне температур. Учитывая огромную разницу температур между затененными и освещенными солнцем областями на орбите, компоненты должны надежно работать в диапазоне от –55°C до +125°C.

Решение NewSpace от Infineon решает эти проблемы за счет использования радиационно-стойких матриц хранения для обеспечения надежного хранения данных на борту, а также радиационно-стойких решений для подачи и распределения питания для достижения стабильного преобразования энергии и защиты нагрузки, тем самым формируя фундаментальную аппаратную платформу для спутниковой электроники, которая объединяет программное и аппаратное обеспечение.

II. Решения Infineon NewSpace радиационно-стойкие системы хранения данных

Линейка радиационно-стойких накопителей Infineon, ориентированная на LEO, включает три основные категории: F-RAM (сегнетоэлектрическая память), флэш-память QSPI NOR и псевдостатическое ОЗУ (pSRAM). Они охватывают все сценарии хранения, включая энергонезависимое хранилище журналов, загрузочные образы FPGA, программную прошивку и кэши. Они имеют радиационно-стойкую конструкцию RADSTOP™ с характеристиками, оптимизированными для радиационной среды на околоземной орбите, и доступны как в коммерческих космических версиях с пластиковой капсулой, так и в высоконадежных керамических аэрокосмических версиях.

1. Радиационно-стойкая F-RAM (сегнетоэлектрическая память)

Представительская модель: серия CYEL15B102 (2 Мбит).

Варианты интерфейса: Доступны два типа корпуса: последовательный интерфейс SPI (SOIC-8) и параллельный интерфейс (TSOP II-44);

Характеристики радиации: допуск TID 50 крад (Si), с превосходной устойчивостью к SEU;

Ключевые преимущества: практически неограниченный ресурс чтения/записи, мгновенная энергонезависимая запись и немедленное сохранение критически важных данных при потере питания без необходимости использования дополнительной батареи;

Рабочая температура: от -55°С до +125°С;

Типичные области применения: журналы датчиков контроля ориентации, необработанные данные телеметрии, снимки состояния неисправностей и сохранение критических параметров спутника при отключении питания.

2. Радиационно-стойкая вспышка QSPI NOR.

Типичные модели: CYEL16B256 (256 Мбит), CYEL17B051 (512 Мбит).

Интерфейс: 4-проводной QSPI, до 133 МГц, поддерживает внутрикристальное исполнение (XIP);

Характеристики излучения: версия 256 Мбит TID 30 крад (Si); 512 Мбит расширенная температурная версия TID до 100 крад (Si);

Ключевые особенности: Тысячи циклов стирания/записи; срок хранения данных до 100 лет;

Типичные области применения: встроенное ПО бортового процессора, образы конфигурации FPGA, бортовые операционные системы и хранилище программ дистанционного зондирования.

3. pSRAM (псевдостатическая оперативная память)

Плотность варьируется от 256 Мбит до 512 Мбит, что позволяет использовать его в качестве недорогого высокоскоростного кэша;

Подходит для встроенной обработки изображений и временной буферизации данных для основной полосы частот связи;

В сочетании с Flash образует двухуровневую архитектуру хранения «кэш + хранилище программ», снижающую нагрузку на основной контроллер.

Преимущества архитектуры системы хранения

Гибкая конфигурация: F-RAM обрабатывает высокочастотные критические журналы небольшого объема; NOR Flash хранит прошивки большого объема; pSRAM обеспечивает высокоскоростное временное кэширование;

Совместимость с корпусом: Стандартные промышленные корпуса, подходящие для пайки оплавлением, что снижает затраты на сборку;

III. Решения Infineon NewSpace для радиационно-стойких источников питания и распределения энергии

Спутниковые источники питания (системы управления и распределения питания PMAD) являются основой жизни космических кораблей. Продукты питания Infineon NewSpace предназначены для спутников LEO со сроком службы до пяти лет и предлагают комплексный портфель устройств, включающий преобразователи энергии, переключатели распределения энергии и драйверы затворов. Ассортимент разделен на радиационно-устойчивые силовые устройства в пластиковых капсулах и высокопроизводительные радиационно-стойкие силовые микросхемы для аэрокосмической отрасли, подходящие для источников питания платформ и многоканального распределения мощности полезной нагрузки.

1. Радиационно-стойкие силовые МОП-транзисторы (платформы CoolMOS™ / OPTIMOS™).

Упаковка: Корпуса для поверхностного монтажа, такие как ТО-252, в пластиковом формовании;

Характеристики излучения: TID 30 крад (Si), допуск на однособытие электронов (SEE) 46 МэВ・см²/мг;

Диапазон температур: от -55°С до +150°С;

Применение: понижающие/повышающие преобразователи постоянного/постоянного тока, управление зарядом/разрядом аккумуляторов, переключатели нагрузки.

2. Радиационно-стойкие драйверы затворов (включая GaN-драйверы нового поколения).

Типичное устройство: радиационно-стойкий драйвер GaN HEMT RIC70115.

Поддерживает управление устройствами Si MOS и GaN (нитрид галлия), совместимыми с топологиями верхнего и нижнего плеча;

Облегчает переход бортовых источников питания в сторону более высоких частот и более высокой плотности мощности при одновременном уменьшении размеров магнитных компонентов;

Используется в изолированных преобразователях, которые преобразуют высоковольтную первичную шину на плате в несколько вторичных источников питания.

3. Интеллектуальные переключатели распределения питания и защита нагрузки.

Многоканальные радиационно-стойкие интеллектуальные переключатели питания, обеспечивающие независимое питание ПЛИС, процессоров и радиочастотной полезной нагрузки;

Встроенная защита от перегрузки по току, перенапряжения и короткого замыкания; поддерживает дистанционное включение/выключение; предотвращает устойчивое повреждение нагрузок при единичных сбоях;

Обеспечивает зональное управление электропитанием полезной нагрузки; отключает некритические нагрузки в случае неисправности спутника для обеспечения живучести платформы.

4. Решение для электропитания в точке нагрузки (PoL)

Обеспечивает несколько низковольтных регулируемых выходов для встроенной цифровой полезной нагрузки, обеспечивая чистую, малошумящую мощность для памяти, SoC и FPGA; снижает риск ошибок данных, вызванных колебаниями орбитальной температуры и радиационно-индуцированными нарушениями напряжения, тем самым повышая стабильность работы систем хранения данных.

Основная ценность решения по электропитанию

Оптимизация SWaP: поддерживает высокочастотные топологии, уменьшая размеры трансформаторов и индукторов для облегчения полезной нагрузки спутника;

Радиационная устойчивость: подавляет дрейф ПИВ и эффекты блокировки при одном событии благодаря усиленной конструкции;

Гибкая архитектура: совместимость с основными системами электропитания небольших спутников с первичными шинами 28 В и 50 В.

IV. Преимущества интегрированной системы хранения и электропитания

Память и устройства питания Infineon совместно оптимизированы для формирования интегрированного электронного решения LEO:

Подавление нарушений электропитания → Повышенная надежность хранения

Выделенные источники питания PoL обеспечивают напряжение с низким уровнем пульсаций, подавляя переходные скачки напряжения в космической среде, тем самым снижая вероятность битовых ошибок в памяти, вызванных SEU, и минимизируя накладные расходы на исправление ошибок встроенного программного обеспечения.

Унифицированные характеристики температуры и излучения

Температурные диапазоны и уровни излучения устройств памяти и питания согласованы, что упрощает моделирование надежности системы, испытания на радиацию и процессы оценки решений.

Упрощенное управление цепочками поставок

Один поставщик поставляет как основную память, так и силовые полупроводники, что сокращает разнообразие компонентов и сокращает циклы сертификации, что делает его пригодным для крупных закупок в групповых проектах.

Поддержка проектирования многоуровневого резервирования

Несколько независимых каналов электропитания в сочетании с многораздельным зеркальным хранилищем гарантируют, что сбой одного источника питания не приведет к потере всего встроенного программного обеспечения, тем самым повышая отказоустойчивость спутника на орбите.

V. Типичные сценарии целевого применения

мега-группировки микроспутников широкополосной связи на околоземной орбите и спутники CubeSat;

низкоорбитальные спутники дистанционного зондирования Земли космического базирования с Интернетом вещей;

Спутники навигационного обеспечения и орбитальные испытательные платформы;

Бортовые полезные нагрузки искусственного интеллекта и блоки обработки оптических изображений;

Компьютеры для контроля ориентации спутников и управления операциями спутников.