Applicazioni spaziali scalabili con MCU Arm, COTS-to-radiation-tolerant e -radiation-hardened

Microchip annuncia i primi microcontroller (MCU) basati su tecnologia Arm per il settore spaziale che combinano i vantaggi del prezzo contenuto e le grandi dimensioni di un ecosistema COTS (Commercial Off the Shelf) con le versioni space-qualified, e con livelli scalabili di prestazioni rispetto alle radiazioni. Basati su SAMV71, automotive-qualified, gli MCU SAMV71Q21RT radiation-tolerant e SAMRH71 radiation-hardened implementano il  System on Chip (SoC) ARM Cortex M7, ampiamente diffuso, consentendo maggiore integrazione, riduzione dei costi e prestazioni più elevate per i sistemi spaziali. 

Aspetti salienti:

• Consente ai progettisti di iniziare lo sviluppo con un dispositivo commerciale
• La scalabilità a versioni radiation-qualified riduce i tempi ed i costi di sviluppo
• MCU Radiation-tolerant per NewSpace, Low Earth Orbit, resistenti alle radiazioni dello spazio profondo
• Gestione guasti, funzioni di integrità dati, connettività CAN FD e Ethernet AVB/TSN

SAMV71Q21RT e SAMRH71 consentono agli sviluppatori di iniziare prima l’implementazione con il dispositivo COTS SAMV71 prima di passare ad un componente space-grade, riducendo significativamente i tempi ed i costi di sviluppo. Entrambi i dispositivi possono utilizzare la toolchain di sviluppo software completa del SAMV71 poiché condividono lo stesso ecosistema, tra cui le librerie software, Board Support Package (BSP) e primo livello di porting dell’Operating System (OS).  Una volta ultimato lo sviluppo sul dispositivo COTS, tutto il software può essere facilmente implementato in una versione radiation-tolerant o radiation-hardened con package plastico ad alta affidabilità o in uno ceramico di tipo space-grade. L’MCU SAMV71Q21RT radiation-tolerant riutilizza l’intero COTS mask set e offre compatibilità di piedinatura, rendendo immediata la transizione da COTS a parti qualificate per l’utilizzo nello spazio.

Mentre le prestazioni di radiazione del SAMV71Q21RT sono ideali per le applicazioni NewSpace come costellazioni di satelliti e robotica Low Earth Orbit (LEO), il SAMRH71 offre le prestazioni di radiazione adatte a sub-sistemi più critici come giroscopi e apparati star tracker. Il dispositivo radiation-tolerant SAMV71Q21RT assicura un TID accumulato di 30 Krad (Si) con immunità latchup ed è non distruttivo verso gli ioni pesanti. Entrambi i dispositivi sono completamente immuni a Single Event Latchup (SEL) fino a 62 MeV.cm²/mg.

L’MCU radiation-hardened SAMRH71 è progettato specificamente per applicazioni nello spazio profondo con le seguenti prestazioni di radiazione:

• TID accumulato di oltre 100 Krad (Si)
• Nessun singolo evento Upset (SEU) Linear Energy Transfer (LET) fino a 20 MeV.cm²/mg, senza mitigazione di sistema
• Progettato per nessun Single Event Functional Interrupts (SEFI), che protegge l’integrità delle memorie

Basati sul core Arm Cortex-M7, i SAMV71Q21RT e SAMRH71 offrono prestazioni elevate e bassi consumi per garantire una lunga durata operativa per applicazioni aerospaziali. Per proteggersi dagli effetti delle radiazioni e gestire la mitigazione del sistema, l’architettura dei dispositivi include funzionalità di gestione degli errori e integrità dei dati come la memoria ECC (Error Correcting Code), Integrity Check Monitor (ICM) e Memory Protection Unit (MPU). I SAMV71Q21RT e SAMRH71 dispongono anche di funzionalità CAN FD e Ethernet AVB/TSN per seguire l’evoluzione dei requisiti di connettività dei sistemi spaziali. Per supportare ulteriormente le applicazioni deep space, il SAMRH71 dispone di interfacce dedicate SpaceWire e MIL-STD-1553 per il controllo e la gestione dei dati ad alta velocità, fino a 200 Mbit/s.

Per facilitare il processo di progettazione e accelerare il time-to-market, gli sviluppatori possono utilizzare la scheda di valutazione ATSAMV71-XULT.  I dispositivi sono supportati da Atmel Studio Integrated Development Environment (IDE) per lo sviluppo, il debug e le librerie software.

Entrambi i dispositivi saranno supportati da MPLAB Harmony versione 3.0 entro metà 2019.

Il SAMRH71 – in un package ceramico CQFP256 – è disponibile oggi stesso in campionature, mentre il SAMV71Q21RT è disponibile da subito in quantitativi per volumi di produzione in 4 varianti:

• SAMV71Q21RT-DHB-E in package ceramico prototipale QFP144
• SAMV71Q21RT-DHB-MQ in package ceramico space-grade QFP144, QMLQ equivalente
• SAMV71Q21RT-DHB-SV in package ceramico space-grade QFP144, QMLV equivalente
• SAMV71Q21RT-DHB-MQ in package plastico QFP144, AQEC high-reliability qualified

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