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Microchip推出首款基于Arm®内核的单片机——SAMV71Q21RT耐辐射单片机和SAMRH71抗辐射单片机

2019-04-25 11:37:00

从NewSpace到关键的太空任务，空间应用设计人员需要减少设计周期和成本，同时根据不同任务的各种防辐射要求，对设计进行调整。为应对这一趋势，Microchip Technology Inc.（美国微芯科技公司）近日面向航空航天业，推出首款基于Arm®内核的单片机——SAMV71Q21RT耐辐射单片机和SAMRH71抗辐射单片机，将商用现货（COTS）技术的低成本和大型生态系统优势与宇航级器件可调节的防辐射性能相结合。基于汽车级SAMV71单片机打造的SAMV71Q21RT耐辐射单片机和SAMRH71抗辐射单片机，采用了广泛使用的Arm® Cortex®-M7片上系统（SoC），有助于提升空间系统的集成度，在降低成本的同时提升性能。

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SAMV71Q21RT和SAMRH71允许软件开发人员在迁移到宇航级元件之前着手使用SAMV71 COTS器件进行开发，从而显着缩短开发时间、降低成本。两款器件均可使用SAMV71的完整软件开发工具链，因为它们共享相同的生态系统，包括软件库，板级支持包（BSP）和操作系统（OS）的第一级端口。初步开发工作在COTS器件上完成后，所有在这个阶段开发的软件都可以被轻松打包并移植到采用高可靠性塑封和宇航级陶瓷封装的耐辐射或抗辐射单片机上。SAMV71Q21RT耐辐射单片机可重用全套COTS掩模组，具有一定的引脚兼容性，从而可立即实现COTS器件到合规宇航级器件的移植。

SAMV71Q21RT的耐辐射性能是低轨地球卫星星座、太空机器人等NewSpace应用领域的最佳选择， SAMRH71的抗辐射性能则更适合陀螺仪、星体跟踪器等更为重要的子系统。SAMV71Q21RT耐辐射器件可耐受累计达30 Krad（Si）的总电离辐射剂量（TID），同时具有闭锁抗扰能力，且不会被重离子破坏。如单粒子闭锁值（SEL）不超过62 MeV.cm²/mg时，SAMV71Q21RT和SAMRH71均不会受到影响。

SAMRH71抗辐射单片机专为外太空应用设计，可满足以下目标辐射性能的抗辐射要求：

累计总电离辐射剂量超过100 Krad（Si）。

无单粒子事件翻转（SEU）、传能线密度（LET）不超过20MeV.cm²/mg，无系统缓解。

无单粒子事件功能中断（SEFI），确保所有存储器的完整性。

SAMV71Q21RT和SAMRH71以Arm Cortex-M7内核为基础，具有高性能、低功耗的特点，可延长空间应用的运行寿命。为了避免受到辐射影响并管理系统缓解，SAMV71Q21RT和SAMRH71的架构添加了纠错码（ECC）记忆、完整性检查监测器（ICM）、存储器保护单元（MPU）等故障管理和数据完整性功能。此外，它们还拥有CAN FD和以太网AVB/TSN功能，可满足不断变化的空间系统连接功能的需求。为进一步支持外太空应用，SAMRH71还专门设置了SpaceWire总线和MIL-STD-1553接口，用于控制和实现高速数据（最高可达到200 Mbps）管理。

Microchip航空航天和国防事业部副总裁Bob Vampola说道：作为行业首款耐辐射、抗辐射的Arm Cortex-M7单片机，SAMV71Q21RT和SAMRH71可为航空航天应用提供在汽车行业久经考验的SoC架构。通过Microchip的“COTS - 耐辐射抗辐射”技术，上述器件可帮助设计人员以相对较低的成本立即着手原型设计，随后再移植至合规的器件。

开发工具

为简化设计流程并缩短产品面市时间，开发人员可使用ATSAMV71-XULT评估板。该器件由Atmel Studio集成开发环境（IDE）提供支持，用于开发、调试，并提供软件库。到2019年年中，两款单片机也将在MPLAB® Harmony 3.0中得到支持。

供货

采用CQFP256陶瓷封装的SAMRH71已开始提供样片。SAMV71Q21RT目前已经开始量产，提供四款型号：

SAMV71Q21RT-DHB-E，采用原型级QFP144陶瓷封装。

SAMV71Q21RT-DHB-MQ，采用空间级QFP144陶瓷封装（或同等QMLQ封装）。

SAMV71Q21RT-DHB-SV，采用空间级QFP144陶瓷封装（或同等QMLV封装）。

SAMV71Q21RT-DHB-MQ，采用符合AQEC高可靠性要求的QFP144塑料封装。

单片机抗辐射辐射推出