7系列FPGA为核心的宇航用整体解决方案
2022-12-30
来源:电子发烧友网
为满足宇航型号对大规模、高性能、高可靠、高安全FPGA应用需求,北京微电子技术研究所提供以7系列FPGA为核心的宇航用整体解决方案,主要器件包括宇航用7系列FPGA、动态重构刷新电路、配置存储器、电平转换电路以及外围接口等。
宇航用7系列FPGA产品谱系
宇航用7系列FPGA产品支持最高工作频率为800MHz,内部包含可编程逻辑模块、DSP单元、块存储单元、高速串行接口、PCIe等丰富的逻辑资源和IP核资源,能够满足高、中、低等各种资源数量的应用需求,适用于图像处理、高带宽传输、复杂加解密算法等应用场景。
在可靠性方面,采用了高可靠陶瓷植柱封装,在电、热、耐湿、机械特性和耐腐蚀方面都具备显著优势;
在安全性方面,从器件自身上解决了进口7系列FPGA产品存在的“StarBleed”安全漏洞,提高了国产高端FPGA芯片的安全性;
在兼容性方面,做到了与国外同类型产品软硬件全兼容,用户使用便利。
动态重构刷新电路
为了解决SRAM型FPGA在空间环境中应用的单粒子效应问题,北京微电子技术研究所专门研制了BM501-004RBB,该电路是一款具有刷新和动态重构功能的在轨维护控制器,从系统级提升宇航产品的抗翻转能力。
1、支持的FPGA器件型号更多:BM501-004RBB支持BQVR、BQR2V、BQR5V、BQR7V、BQR7K 系列 FPGA以及与国内外同类型号的FPGA。
2、支持的码流压缩效率更高:BM501-004RBB支持配置存储器存储压缩码流对FPGA进行配置和刷新,码流文件压缩率与FPGA代码工程相关:码流文件压缩率40%以下,部分简单功能码流文件压缩率可达5%以下。BM501-004RBB支持压缩功能,极大地节省了配置存储器空间从而节省了电路板物料成本,在码流上注时还可以大幅缩短上注时间。
3、支持的接口通信速率更快:BM501-004RBB支持UART接口、SPI接口接收工作模式控制帧、FPGA指令配置控制帧、FLASH 重构数据帧、FLASH操作控制帧,并通过UART或SPI接口返回状态信息。UART接口支持最高波特率1280000bps,上注速率较国内同类型产品提升10倍。
配置存储器
B17V64RQC是一款采用反熔丝技术的一次可编程FPGA配置存储器, 设计容量为64Mbit, 支持BQR7V、BQR7K系列FPGA和国外同类型号FPGA的配置和刷新。采用全正向设计技术,基于我所高可靠的抗辐射加固设计平台和成熟的反熔丝工艺,具备极高的抗辐射性能。芯片的FPGA配置部分功能性能与国外同类产品兼容,采用相同的封装形式,可插拔替代。
电平转换电路
BM2715MB、BM2716MB分别为16通道、32通道双电源总线收发电路,具备三方面优点。
1封装体积小:BM2715MB、BM2716MB分别采用了CBGA80、CBGA100封装,尺寸分别为10mm*10mm、11mm*11mm。
2转换电平范围宽:双电源总线收发器以A端口输入/输出1.5V/1.8V/2.5V/3.3V电平标准,B端口输入/输出1.8V/2.5V/3.3V/5V电平标准;8个通道为一组,每组提供DIR方向控制和OE使用控制。
3驱动能力强:输出驱动能力可调,2.5V/3.3V/5V驱动能力12mA/24mA,1.5V/1.8V驱动能力8mA/16mA。
高速串行收发器
BLK2711MQRH/BLK2711CBRH是一款单粒子加固吉比特串行收发器电路,采用了CQFP68、CBGA80两种封装。该电路实现数据串行与并行转换,支持数据传输速率范围为1.6Gbps~2.5Gbps,与国外同类产品完全兼容,可用于飞行控制系统、卫星通信、天基成像等航空航天领域。
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