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7系列FPGA為核心的宇航用整體解決方案

2022-12-30
來(lái)源：電子發(fā)燒友網(wǎng)
關(guān)鍵詞： FPGA 北京微電子 7系列

　　為滿足宇航型號(hào)對(duì)大規(guī)模、高性能、高可靠、高安全FPGA應(yīng)用需求，北京微電子技術(shù)研究所提供以7系列FPGA為核心的宇航用整體解決方案，主要器件包括宇航用7系列FPGA、動(dòng)態(tài)重構(gòu)刷新電路、配置存儲(chǔ)器、電平轉(zhuǎn)換電路以及外圍接口等。

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　　宇航用7系列FPGA產(chǎn)品譜系

　　宇航用7系列FPGA產(chǎn)品支持最高工作頻率為800MHz，內(nèi)部包含可編程邏輯模塊、DSP單元、塊存儲(chǔ)單元、高速串行接口、PCIe等豐富的邏輯資源和IP核資源，能夠滿足高、中、低等各種資源數(shù)量的應(yīng)用需求，適用于圖像處理、高帶寬傳輸、復(fù)雜加解密算法等應(yīng)用場(chǎng)景。

　　在可靠性方面，采用了高可靠陶瓷植柱封裝，在電、熱、耐濕、機(jī)械特性和耐腐蝕方面都具備顯著優(yōu)勢(shì)；

　　在安全性方面，從器件自身上解決了進(jìn)口7系列FPGA產(chǎn)品存在的“StarBleed”安全漏洞，提高了國(guó)產(chǎn)高端FPGA芯片的安全性；

　　在兼容性方面，做到了與國(guó)外同類型產(chǎn)品軟硬件全兼容，用戶使用便利。

　　

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　　動(dòng)態(tài)重構(gòu)刷新電路

　　

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　　為了解決SRAM型FPGA在空間環(huán)境中應(yīng)用的單粒子效應(yīng)問(wèn)題，北京微電子技術(shù)研究所專門研制了BM501-004RBB，該電路是一款具有刷新和動(dòng)態(tài)重構(gòu)功能的在軌維護(hù)控制器，從系統(tǒng)級(jí)提升宇航產(chǎn)品的抗翻轉(zhuǎn)能力。

　　1、支持的FPGA器件型號(hào)更多：BM501-004RBB支持BQVR、BQR2V、BQR5V、BQR7V、BQR7K 系列 FPGA以及與國(guó)內(nèi)外同類型號(hào)的FPGA。

　　2、支持的碼流壓縮效率更高：BM501-004RBB支持配置存儲(chǔ)器存儲(chǔ)壓縮碼流對(duì)FPGA進(jìn)行配置和刷新，碼流文件壓縮率與FPGA代碼工程相關(guān)：碼流文件壓縮率40%以下，部分簡(jiǎn)單功能碼流文件壓縮率可達(dá)5%以下。BM501-004RBB支持壓縮功能，極大地節(jié)省了配置存儲(chǔ)器空間從而節(jié)省了電路板物料成本，在碼流上注時(shí)還可以大幅縮短上注時(shí)間。

　　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幀、FPGA指令配置控制幀、FLASH 重構(gòu)數(shù)據(jù)幀、FLASH操作控制幀，并通過(guò)UART或SPI接口返回狀態(tài)信息。UART接口支持最高波特率1280000bps，上注速率較國(guó)內(nèi)同類型產(chǎn)品提升10倍。

　　配置存儲(chǔ)器

　　

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　　B17V64RQC是一款采用反熔絲技術(shù)的一次可編程FPGA配置存儲(chǔ)器， 設(shè)計(jì)容量為64Mbit， 支持BQR7V、BQR7K系列FPGA和國(guó)外同類型號(hào)FPGA的配置和刷新。采用全正向設(shè)計(jì)技術(shù)，基于我所高可靠的抗輻射加固設(shè)計(jì)平臺(tái)和成熟的反熔絲工藝，具備極高的抗輻射性能。芯片的FPGA配置部分功能性能與國(guó)外同類產(chǎn)品兼容，采用相同的封裝形式，可插拔替代。

　　電平轉(zhuǎn)換電路

　　

　　BM2715MB、BM2716MB分別為16通道、32通道雙電源總線收發(fā)電路，具備三方面優(yōu)點(diǎn)。

　　1封裝體積?。築M2715MB、BM2716MB分別采用了CBGA80、CBGA100封裝，尺寸分別為10mm*10mm、11mm*11mm。

　　2轉(zhuǎn)換電平范圍寬：雙電源總線收發(fā)器以A端口輸入/輸出1.5V/1.8V/2.5V/3.3V電平標(biāo)準(zhǔn)，B端口輸入/輸出1.8V/2.5V/3.3V/5V電平標(biāo)準(zhǔn)；8個(gè)通道為一組，每組提供DIR方向控制和OE使用控制。

　　3驅(qū)動(dòng)能力強(qiáng)：輸出驅(qū)動(dòng)能力可調(diào)，2.5V/3.3V/5V驅(qū)動(dòng)能力12mA/24mA，1.5V/1.8V驅(qū)動(dòng)能力8mA/16mA。

　　高速串行收發(fā)器

　　

　　BLK2711MQRH/BLK2711CBRH是一款單粒子加固吉比特串行收發(fā)器電路，采用了CQFP68、CBGA80兩種封裝。該電路實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)串行與并行轉(zhuǎn)換，支持?jǐn)?shù)據(jù)傳輸速率范圍為1.6Gbps～2.5Gbps，與國(guó)外同類產(chǎn)品完全兼容，可用于飛行控制系統(tǒng)、衛(wèi)星通信、天基成像等航空航天領(lǐng)域。




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