PC8548耐辐射计算密集型宇航级微处理器：
看一看Teledyne e2v如何将前所未有的计算能力带给宇航认证的耐辐射GHz级微处理器器件。
- 简介
今天，让我们带您进行一次宇宙旅行。这并不会如天空的星星一样遥不可及，甚至比我们头顶的卫星轨道系统更近!
在宇航系统设计师的世界里，谁不曾梦想一个耐辐射系统的芯片方案，拥有高级的GHz处理能力，可满足诸如电信、地球观测甚至人工智能等密集计算应用的需要，同时有着较小的封装尺寸和较低的功率包络？
这个解决方案就是Teledyne e2v宇航级微处理器家族的PC8548，其关键特点如下：
- 核心工作频率2GHz，等效2200+ DMIPS。
- 耐辐射性能满足从LEO到GEO或长期任务的需要
- TID 高达75 kRad (Si)
- SEL免疫高达86 MeV.cm2/mg
- 宇航经验
- 至今已出货飞行正片250片
- 可提供飞行正片，制造周期短
在进一步了解细节之前，让我们先简要介绍一下这个器件，以方便您更好地理解我们将介绍的内容。
- PC8548 耐辐射微处理器vs 防辐射微控制器
当人们提到宇航级微处理器时，经常会混淆微处理器和微控制器，以及耐辐射(RAD TOL)系统和设计防辐射(RAD HARD)系统
宇航级微处理器能够进行高负荷的计算任务，能够容忍辐射事件以及随之产生的故障，只要这些错误能被检测、量化以及通过复位子系统消除。
而对于某些宇航任务比如监控、电源管理、看门狗等，微控制器是最佳的选择，其防辐射能力可保证宇航系统（或卫星）在太空中不会失效（例如栓锁或单粒子功能中断）。图1表明这些主要的区别。
图1：微处理器和控制器 vs 耐辐射
- PC8548宇航级微处理器的特点
PC8548包含了一个Power Architecture® e500核心和众多的片上外设，如SDRAM/DDR/DDR2存储器控制器和高速通信接口：
- PC8548 集成了一个工作频率高达2GHz的e500核心，包含一个双精度浮点单元。
- 集成的存储器控制器和缓存都被ECC保护，允许处理器减少暴露在太空辐射环境时存储单元可能发生的单粒子翻转(SEU)。
- 此外，微处理器提供了一系列高速连接选项，包括千兆以太网(Gbe)、PCI Express®和NASA认证的串行RapidIO®，可用于处理器间以及与飞行器板上的ASIC和FPGA的快速通信。
- PC8548集成的安全引擎和可选的加密功能，可通过算法保护通信，非常适合某些敏感应用。
对于宇航应用的产品，可靠性是至关重要的。PC8548遵循QML Y认证。QML Y认证是由NASA领导的工作组定义，官方发布于DLA MIL-PRF-38535的最新版本中。传统的QML V认证只适用于密封型组装工艺，并没有考虑新一代的组装工艺（例如陶瓷的倒装）和相关的制造、筛选和质量流程。
QML Y允许宇航系统的制造商受益于最新的技术，同时依然确保生产的器件都是完全经过认证的；PC8548是一款倒装工艺的非密封型QML Y宇航微处理器。
图 2: NXP PC8548框图
- PC8548宇航微处理器的性能
关于性能，图3表明，PC8548的性能超过基于LEON3的片上宇航系统9倍，甚至比更新的基于四核LEON4宇航SoC高35%。
图3：性能对比
- 辐射性能
PC8548的辐射性能总结如下。辐射测试由Teledyne e2v进行，客户可索取辐射报告。
- SEU 截面测试数据（测到86 MeV.cm2/mg）
- SEL 未出现栓锁（测到86 MeV.cm2/mg）
- TID 75 kRad (SI)
PC8548是一款倒装工艺的非密封型QML Y耐辐射宇航级微处理器。
- 飞行经历、宇航质量测试和制造时间
至今为止，Teledyne e2v已经制造和售出了超过250片飞行正片。
其中的一些飞行正片被用于著名的航天项目，例如但不限于通讯卫星。至今为止，大多数的PC8548的应用都是LEO的应用，大约10-15年的寿命。
Teledyne e2v在欧洲、美国和亚洲都售出了PC8548的飞行正片。
宇航的设计师和制造商明白，飞行正片的制造是一个长期的过程，包括宇航级筛选、批次质量测试、质量一致性检查。
然而，由于Teledyne e2v在宇航处理器市场获得了极大的成功，我们已经把PC8548做成了商用货架型的宇航级微处理器，有能力在少于4周的时间里提供飞行正片，并保证源于同一个原始批次。
如果您想了解更多关于Teledyne e2v宇航质量测试的信息，请订阅免费的Teledyne e2v宇航质量流程海报，我们提供A0或A1格式。