Um Zeit, Kosten und Risiken bei der Entwicklung raumfahrttauglicher Systeme zu verringern, können Entwickler mit COTS-Bauelementen (Commercial-Off-The-Shelf) beginnen, die später durch ihre weltraumqualifizierten Versionen ersetzt werden: strahlungstolerante äquivalente Bauelemente, die in Kunststoff- oder Keramikgehäusen mit derselben Pinbelegung erhältlich sind. Microchip Technology Inc. stellt dafür strahlungstoleranten SuperFlash-Speicher mit 64 MBit und paralleler Schnittstelle und hoher TID-Toleranz (Total Ionizing Dose) für maximale Zuverlässigkeit und Robustheit in der rauen strahlungsbelasteten Umgebung des Weltraums vor. Der Speicher ist die ideale Ergänzung für die weltraumtauglichen Mikrocontroller (MCUs), Mikroprozessoren (MPUs) und Field Programmable Gate Arrays (FPGAs) von Microchip, die eine Grundlage für das skalierbare Entwicklungsmodell bilden.
 
„Der SuperFlash-Speicher SST38LF6401RT stärkt unseren skalierbaren Ansatz zur Entwicklung weltraumtauglicher Gesamtsystemlösungen auf Basis unserer strahlungstoleranten oder strahlungsgehärteten Mikroprozessoren und FPGAs“, erklärte Bob Vampola, Associate Vice President der Aerospace und Defense Business Unit bei Microchip. „Er bietet den entscheidenden Schutz, den diese Raumfahrtsysteme für die zuverlässige Datenverarbeitung benötigen, bei der ein ergänzender Flash-Speicher erforderlich ist, um den kritischen Software-Code oder Bitstream zu speichern, der das gesamte System steuert.“
 
Der SST38LF6401RT ist strahlungstolerant bis zu 50 Kilorad (krad) TID – selbst wenn der Flash noch vorgespannt und aktiv ist. Der Speicher ermöglicht den Betrieb von Systemen in einer Vielzahl von Weltraumanwendungen, in denen ein Verlust der Codeausführung schwerwiegende Folgen haben, zu Mängeln oder einem Systemverlust führen könnte. Er ist eine ideale Ergänzung des strahlungsgehärteten SoC-Prozessors SAMRH71 (Arm® Cortex®-M7) von Microchip und kann auch mit den RT PolarFire® FPGAs des Unternehmens verwendet werden, um die Rekonfiguration des Systems während des Flugs zu unterstützen. Der Speicher ist pinkompatibel zu seiner Industrieversion, was den einfachen Übergang zu platzsparenden Kunststoff- oder Keramikversionen auf der Leiterplatte (PCB) ermöglicht. Der Spannungsbetrieb des SST38LF6401RT reicht von 3,0 bis 3,6 Volt (V).
 

Entwicklungstools und Verfügbarkeit

Der SuperFlash-Speicher SST38LF6401RT steht auf Anfrage in einer Keramikversion als Muster zur Verfügung. Ein Evaluierungsboard und Demo-Software unterstützen den Baustein. Auf Anfrage ist auch ein Referenzgehäuse zur FPGA-Programmierung erhältlich, in dem sich der SuperFlash-Speicher mit einem FPGA und einem SAMRH71-Prozessor mit unterstützender Software kombinieren lässt.
 

Der „COTS-zu-strahlungstolerant“-Prozess von Microchip

Durch die Auswahl relevanter Bauelemente aus dem bewährten Angebot automotive- oder industrietauglicher Lösungen sowie verbesserten Halbleiterfertigungsprozessen bietet Microchip einen höheren Schutz, der die Bausteine weniger anfällig gegen Einzelereignis-Latch-ups in Schwerionen-Umgebungen macht. Die Strahlungsfestigkeit der leicht modifizierten Bauelemente wird vollständig charakterisiert und durch einen speziellen Strahlungsbericht für jeden Funktionsblock unterstützt. Die Bauelemente kommen in Trägerraketen, Satellitenkonstellationen bis hin zu Raumstationen zum Einsatz. Entwickler können bei der Systemimplementierung mit einfach erhältlichen COTS-Bauelementen beginnen, bevor sie diese gegen pinkompatible, raumfahrtqualifizierte Versionen in hochzuverlässigen Kunststoff- oder Keramikgehäusen austauschen.