耐辐射FPGA即将投放市场

对大容量耐辐射和抗辐射FPGA的兴趣继续在增长,不仅在传统空间领域,而且还扩展到了在大气层内工作的军事和航空应用。甚至对辐射导致的单事件干扰(SEU)变得越来越警觉的网络和电信基础设施供应商也开始关注这类器件。

像其它所有的人一样,在这三个领域工作的工程师面临着越来越大的提高集成度和降低功耗的压力。与此同时,他们也对基于单元的ASIC的巨大设计成本日益感到不安。

但是这些问题对军事和航空应用来说有它自己的特殊意义,因为发射的有效载荷的大小对集成度和功耗的影响非常大。“将有效载荷发射到地球轨道上的成本大约是每磅一万美元,如果你想在一块更大的PCB板上使用更多的芯片,或需要一个更重的电源,你可以马上想象一下每一次发射的成本,”Actel公司营销总监Ken O'Neill说。

反熔丝FPGA现在已经制造出耐辐射和抗辐射两种型号。Actel最近发布了其最新的最大容量耐辐射FPGA产品:基于反熔丝的RTAX4000S。Actel估计此器件的容量大概相当于50万门ASIC。如以一种更有用的容量测量方法来衡量的话,它含有的寄存器超过2万位,每一位都采用一个三倍冗余的触发器实现。其结果是衡量SEU免疫能力的线性能量转移水平超过了37 MeV-cm2/mg。

O'Neill表示,该芯片在总的离子剂量达到300千拉德时仍能正常工作,因此它不仅适用于大气层和低地球轨道应用,而且还适用于经过范艾伦辐射带的高地球轨道应用。

该器件的嵌入式模块里有540 kb SRAM,但是Actel没有提供抗辐射的RAM单元或内嵌式故障检测和恢复电路。

“我们提供一种非常紧凑的宏单元,它能够被编程进抗辐射的交换逻辑中实现一种简化的汉明码,”O'Neill说,“这不仅可以在线或读取时使用,而且可用于定期擦除存储器排列。我们感觉这种方法解决了存储器的SEU问题,同时也为用户提供了最大的灵活性。”

RTAX-S系列器件的好几个特性也大大减轻了用户的开发负担。其中一个非常简单:购买套装中包含开发用芯片,它远比用于空间应用的全密封陶瓷芯片便宜得多。

一个更新颖但同样有用的特性是:允许在编程完后直接将程序烧入该芯片。

Actel现已拥有RTAX4000S晶圆的工程样品。它希望在明年第一季度为客户提供非气密的开发样片,并在2006年底批量供应全气密的航空用芯片。