Blog về công ty Cung cấp Infineon LEO Không gian Điện tử thiết kế Giải pháp: NewSpace bộ nhớ, bức xạ dung nạp năng lượng

Cung cấp các giải pháp Thiết kế Điện tử Không gian Infineon LEO: Bộ nhớ không gian mới, Công suất chịu bức xạ

Công ty TNHH Điện tử Mingjiada Thâm Quyếnlà nhà phân phối độc lập được ủy quyền nổi tiếng toàn cầu về linh kiện điện tử. Với kho hàng hơn 2 triệu SKU, đảm bảo sản phẩm chính hãng và khả năng giao hàng hiệu quả, chúng tôi cung cấp dịch vụ cung cấp linh kiện điện tử cho khách hàng trong lĩnh vực điện tử. Chúng tôi cân bằng giữa hiệu quả chi phí với khả năng tương thích kỹ thuật để giúp khách hàng đẩy nhanh quá trình phát triển sản phẩm và sản xuất hàng loạt.

Ưu điểm cung cấp

1. Sản phẩm chính hãng, chất lượng đáng tin cậy: Tất cả các sản phẩm đều có nguồn gốc trực tiếp từ nhà sản xuất chính hãng. Chúng tôi duy trì sự kiểm soát chặt chẽ đối với các kênh mua sắm của mình và mọi con chip đều trải qua quá trình kiểm tra chất lượng nghiêm ngặt. Chúng tôi nghiêm cấm loại trừ các sản phẩm mới được tân trang hoặc rời để đảm bảo sản phẩm của khách hàng hoạt động ổn định, giúp bạn hoàn toàn yên tâm.

2. Kho dồi dào và giao hàng nhanh chóng: Dựa trên nguồn hàng dồi dào và hệ thống chuỗi cung ứng được thiết lập tốt, Mingjiada Electronics duy trì kho hàng của đầy đủ các mẫu sản phẩm. Cho dù là mua hàng mẫu với số lượng nhỏ hay đơn đặt hàng sản xuất hàng loạt quy mô lớn, chúng tôi đều phản hồi nhanh chóng và điều động kịp thời để đáp ứng các yêu cầu sản xuất khẩn cấp, từ đó rút ngắn chu kỳ R&D sản phẩm và sản xuất hàng loạt.

3. Giá trị đồng tiền xuất sắc và dịch vụ toàn diện: Dựa trên nhiều năm kinh nghiệm trong ngành và khả năng mua sắm mạnh mẽ, chúng tôi cung cấp cho khách hàng mức giá cạnh tranh cao. Hơn nữa, chúng tôi có đội ngũ hỗ trợ kỹ thuật tận tâm cung cấp các dịch vụ toàn diện, bao gồm lựa chọn sản phẩm, tư vấn kỹ thuật và hỗ trợ sau bán hàng, để hỗ trợ khách hàng giải quyết các vấn đề khác nhau trong quá trình lựa chọn và đăng ký.

I. Cốt lõi của Hệ thống điện tử quỹ đạo LEO

Các mối đe dọa về bức xạ: Quỹ đạo Trái đất thấp (LEO) chịu tác động của bức xạ proton và electron, có thể gây ra Tổng liều ion hóa (TID), Rối loạn sự kiện đơn (SEU) và Gián đoạn chức năng một sự kiện (SEFI), dẫn đến đảo bit bộ nhớ, trục trặc chip nguồn và sự cố hệ thống;

Hạn chế tiêu thụ điện năng nghiêm ngặt: Do nguồn điện được cung cấp bởi các mảng năng lượng mặt trời vệ tinh bị hạn chế, các thành phần quản lý năng lượng và bộ nhớ phải cân bằng hiệu suất cao với mức tiêu thụ điện năng tĩnh thấp;

Thu nhỏ và giảm trọng lượng: Không gian PCB bị giới hạn trên CubeSats và các vệ tinh nhỏ, ưu tiên các thành phần đóng gói nhỏ, số lượng pin thấp để đơn giản hóa các mạch ngoại vi;

Vấn đề nan giải về chi phí và phân phối: Các chòm sao khổng lồ cần hàng nghìn vệ tinh; việc áp dụng quy mô lớn các bộ phận hàng không vũ trụ được đóng gói bằng gốm chi phí cao là không thực tế, đòi hỏi phải có các giải pháp bọc nhựa cứng bằng bức xạ;

Hoạt động ổn định trong phạm vi nhiệt độ rộng: Do có sự chênh lệch nhiệt độ lớn giữa các khu vực bị che khuất và có ánh nắng mặt trời trên quỹ đạo, các bộ phận phải hoạt động đáng tin cậy trong phạm vi từ –55°C đến +125°C.

Giải pháp NewSpace của Infineon giải quyết những thách thức này bằng cách sử dụng ma trận lưu trữ được tăng cường bằng bức xạ để đảm bảo lưu trữ dữ liệu trên tàu đáng tin cậy cũng như các giải pháp cung cấp và phân phối điện được tăng cường bằng bức xạ để đạt được chuyển đổi năng lượng ổn định và bảo vệ tải, từ đó hình thành nền tảng phần cứng nền tảng cho thiết bị điện tử vệ tinh tích hợp phần mềm và phần cứng.

II. Giải pháp lưu trữ tăng cường bức xạ của Infineon NewSpace

Dòng sản phẩm lưu trữ tăng cường bức xạ dành riêng cho LEO của Infineon bao gồm ba loại chính: F-RAM (bộ nhớ sắt điện), QSPI NOR Flash và RAM giả tĩnh (pSRAM). Chúng bao gồm tất cả các tình huống lưu trữ, bao gồm lưu trữ nhật ký không thay đổi, hình ảnh khởi động FPGA, chương trình cơ sở và bộ nhớ đệm. Chúng kết hợp thiết kế tăng cường bức xạ RADSTOP™, với các đặc tính được tối ưu hóa cho môi trường bức xạ LEO và có sẵn ở cả phiên bản không gian thương mại được bọc nhựa và phiên bản hàng không vũ trụ bằng gốm có độ tin cậy cao.

1. F-RAM được làm cứng bằng bức xạ (Bộ nhớ sắt điện)

Model đại diện: dòng CYEL15B102 (2 Mbit)

Tùy chọn giao diện: Có sẵn ở hai loại gói: SPI nối tiếp (SOIC-8) và giao diện song song (TSOP II-44);

Thông số bức xạ: Dung sai TID 50 krad (Si), với khả năng chống SEU vốn đã rất xuất sắc;

Ưu điểm chính: Độ bền đọc/ghi hầu như không giới hạn, khả năng ghi tức thời không bị thay đổi và bảo toàn ngay lập tức dữ liệu quan trọng khi mất điện mà không cần thêm pin;

Nhiệt độ hoạt động: -55°C đến +125°C;

Các ứng dụng điển hình: Nhật ký cảm biến kiểm soát thái độ, dữ liệu đo từ xa thô, ảnh chụp nhanh trạng thái lỗi và lưu giữ các thông số vệ tinh quan trọng trong khi mất điện.

2. Flash QSPI NOR được tăng cường bức xạ

Model đại diện: CYEL16B256 (256 Mbit), CYEL17B051 (512 Mbit)

Giao diện: QSPI 4 dây, lên đến 133 MHz, hỗ trợ thực thi trên chip (XIP);

Thông số bức xạ: Phiên bản 256 Mbit TID 30 krad (Si); Phiên bản nhiệt độ mở rộng 512 Mbit TID lên tới 100 krad (Si);

Các tính năng chính: Hàng nghìn chu kỳ xóa/ghi; thời gian lưu giữ dữ liệu lên tới 100 năm;

Các ứng dụng điển hình: Phần sụn bộ xử lý tích hợp, hình ảnh cấu hình FPGA, hệ điều hành tích hợp và lưu trữ các chương trình nhiệm vụ viễn thám.

3. pSRAM (Bộ nhớ truy cập ngẫu nhiên giả tĩnh)

Mật độ dao động từ 256 Mbit đến 512 Mbit, đóng vai trò là bộ đệm tốc độ cao chi phí thấp;

Thích hợp để xử lý hình ảnh trên bo mạch và đệm dữ liệu tạm thời cho băng tần cơ sở truyền thông;

Kết hợp với Flash để tạo thành kiến ​​trúc lưu trữ hai tầng 'cache + lưu trữ chương trình', giảm tải cho bộ điều khiển chính.

Ưu điểm của kiến ​​trúc hệ thống lưu trữ

Cấu hình linh hoạt: F-RAM xử lý các nhật ký quan trọng có tần số cao, khối lượng nhỏ; NOR Flash lưu trữ firmware dung lượng lớn; pSRAM cung cấp bộ nhớ đệm tạm thời tốc độ cao;

Khả năng tương thích của gói: Gói công nghiệp tiêu chuẩn, thích hợp cho hàn nóng chảy lại, giảm chi phí lắp ráp;

III. Giải pháp phân phối và cung cấp điện tăng cường bức xạ của Infineon NewSpace

Nguồn cung cấp năng lượng vệ tinh (hệ thống phân phối và quản lý năng lượng PMAD) là huyết mạch của tàu vũ trụ. Các sản phẩm năng lượng NewSpace của Infineon được thiết kế cho các vệ tinh LEO có thời gian hoạt động lên tới 5 năm, cung cấp danh mục thiết bị toàn diện bao gồm bộ chuyển đổi năng lượng, bộ chuyển mạch phân phối điện và trình điều khiển cổng. Phạm vi này được chia thành các thiết bị điện bọc nhựa có khả năng chịu bức xạ và IC nguồn hàng không vũ trụ có độ cứng cao cấp, thích hợp cho các bộ nguồn nền tảng và phân phối điện tải trọng đa kênh.

1. MOSFET công suất tăng cường bức xạ (nền tảng CoolMOS™ / OPTIMOS™)

Đóng gói: Các gói gắn trên bề mặt như TO-252 trong khuôn nhựa;

Thông số bức xạ: TID 30 krad (Si), dung sai electron sự kiện đơn (SEE) 46 MeV・cm²/mg;

Phạm vi nhiệt độ: -55°C đến +150°C;

Ứng dụng: Bộ chuyển đổi tăng/giảm DC/DC, quản lý sạc/xả pin, công tắc tải.

2. Trình điều khiển cổng tăng cường bức xạ (bao gồm trình điều khiển GaN thế hệ tiếp theo)

Thiết bị đại diện: Trình điều khiển GaN HEMT được làm cứng bằng bức xạ RIC70115

Hỗ trợ điều khiển các thiết bị Si MOS và GaN (gallium nitride), tương thích với cấu trúc liên kết phía cao và phía thấp;

Tạo điều kiện phát triển các nguồn cung cấp năng lượng trên tàu theo hướng tần số cao hơn và mật độ năng lượng cao hơn, đồng thời giảm kích thước của các bộ phận từ tính;

Được sử dụng trong các bộ chuyển đổi cách ly để biến bus sơ cấp điện áp cao trên bo mạch thành nhiều nguồn điện thứ cấp.

3. Công tắc phân phối điện thông minh và bảo vệ tải

Bộ chuyển mạch nguồn thông minh được tăng cường bức xạ đa kênh, cung cấp nguồn điện độc lập cho các GPU, bộ xử lý và tải trọng RF;

Tích hợp bảo vệ quá dòng, quá áp và ngắn mạch; hỗ trợ điều khiển bật/tắt từ xa; ngăn chặn thiệt hại kéo dài đối với tải khi xảy ra sự cố đơn lẻ;

Cho phép quản lý nguồn điện được phân vùng cho tải trọng; cắt các tải không quan trọng trong trường hợp xảy ra lỗi vệ tinh để đảm bảo khả năng sống sót của nền tảng.

4. Giải pháp cấp nguồn điểm tải (PoL)

Cung cấp nhiều đầu ra được điều chỉnh ở điện áp thấp cho các tải trọng kỹ thuật số trên bo mạch, cung cấp nguồn điện sạch, ít tiếng ồn cho bộ nhớ, SoC và FPGA; giảm nguy cơ lỗi dữ liệu do biến động nhiệt độ quỹ đạo và nhiễu loạn điện áp do bức xạ gây ra, từ đó nâng cao tính ổn định vận hành của hệ thống lưu trữ.

Giá trị cốt lõi của giải pháp cung cấp điện

Tối ưu hóa SWaP: Hỗ trợ cấu trúc liên kết tần số cao, giảm kích thước của máy biến áp và cuộn cảm để giảm tải trọng vệ tinh;

Độ bền bức xạ: Ngăn chặn hiệu ứng trôi TID và khóa sự kiện đơn lẻ thông qua thiết kế cứng cáp;

Kiến trúc linh hoạt: Tương thích với các hệ thống cung cấp điện vệ tinh nhỏ phổ thông có bus chính 28 V và 50 V.

IV. Ưu điểm của thiết kế hệ thống điện và lưu trữ tích hợp

Các thiết bị năng lượng và bộ nhớ của Infineon được tối ưu hóa chung để tạo thành một giải pháp điện tử LEO tích hợp:

Ngăn chặn nhiễu loạn điện → Nâng cao độ tin cậy lưu trữ

Bộ nguồn PoL chuyên dụng cung cấp điện áp gợn sóng thấp, triệt tiêu các xung điện áp nhất thời trong môi trường không gian, nhờ đó giảm xác suất xảy ra lỗi bit do SEU gây ra trong bộ nhớ và giảm thiểu chi phí sửa lỗi phần mềm trên bo mạch.

Thông số kỹ thuật nhiệt độ và bức xạ thống nhất

Phạm vi nhiệt độ và xếp hạng bức xạ của bộ nhớ và thiết bị nguồn được căn chỉnh, đơn giản hóa quá trình mô phỏng độ tin cậy của hệ thống, kiểm tra bức xạ và đánh giá giải pháp.

Quản lý chuỗi cung ứng đơn giản hóa

Một nhà cung cấp duy nhất cung cấp cả bộ nhớ lõi và chất bán dẫn điện, giảm sự đa dạng của các thành phần và rút ngắn chu kỳ chứng nhận, giúp nhà cung cấp này phù hợp cho việc mua sắm số lượng lớn trong các dự án nhóm.

Hỗ trợ thiết kế dự phòng đa cấp

Nhiều kênh cung cấp điện độc lập kết hợp với bộ lưu trữ nhân đôi nhiều phân vùng đảm bảo rằng một sự cố nguồn điện duy nhất không dẫn đến mất tất cả phần sụn, từ đó nâng cao khả năng chịu lỗi trên quỹ đạo của vệ tinh.

V. Các kịch bản ứng dụng mục tiêu điển hình

Các vệ tinh siêu nhỏ liên lạc băng thông rộng LEO và CubeSats;

Các vệ tinh viễn thám quỹ đạo Trái đất thấp IoT trên không gian;

Các vệ tinh tăng cường dẫn đường và các bệ thử nghiệm trên quỹ đạo;

Tải trọng AI trên tàu và các đơn vị xử lý hình ảnh quang học;

Máy tính quản lý hoạt động vệ tinh và điều khiển thái độ vệ tinh.