Los desarrolladores de electrónica para vehículos espaciales utilizan FPGA (field programmable gate arrays) tolerantes a la radiación (RT) para asegurar altos niveles de rendimiento, fiabilidad, eficiencia energética y la mejor seguridad en su segmento frente a las amenazas emergentes en el entorno espacial. Microchip Technology ha presentado la FPGA SoC (system-on-chip) RT PolarFire® para ir un paso más allá y facilitar una personalización rápida y rentable del software.

Se ha desarrollado a partir de la FPGA RT PolarFire de Microchip y es el primer subsistema microprocesador compatible con Linux® en tiempo real y basado en RISC-V que se ha implementado sobre la estructura de una FPGA RT PolarFire probada en vuelo.

Tras el anuncio de hoy, los desarrolladores pueden empezar a diseñar utilizando un dispositivo SoC PolarFire (MPFS460) disponible comercialmente y herramientas de desarrollo Libero® para SoC. Junto con el amplio ecosistema Mi-V de Microchip, las pilas de soluciones SoC PolarFire SoC, el kit PolarFire SoC Icicle o el kit PolarFire SoC Smart Embedded Vision, ya pueden desarrollar soluciones de menor consumo para los adversos entornos térmicos del espacio.

Los sistemas de seguridad crítica, los sistemas de control, y las aplicaciones espaciales y de seguridad necesitan la flexibilidad del sistema operativo Linux y el determinismo de los sistemas en tiempo real para controlar el hardware. Las FPGA SoC RT PolarFire incorporan un procesador multinúcleo compatible con Linux que es coherente con el subsistema de memoria. El SoC RT PolarFire permite disponer de funciones clave de procesamiento para satélites que son similares a las que caracterizan a los ordenadores monoplaca que se suelen utilizar en el sector espacial para tareas de mando y manejo de datos, aviónica de la plataforma y control de la carga útil. El SoC permite la implementación flexible de diseños de alta integración, la personalización y la evolución de la función, todo ello mejorando el tamaño, el peso y el consumo.

Los sistemas desplegados en el espacio están sometidos a una intensa radiación, por lo que requieren metodologías de diseño que puedan ofrecer protección frente a las grandes perturbaciones provocadas por la radiación.

A diferencia de las FPGA SRAM, el SoC RT PolarFire está diseñado para no sufrir problemas en la memoria de configuración por la radiación, de ahí que elimine la necesidad de un depurador externo y reduce el coste total del sistema. Los satélites están diseñados para proporcionar una potencia máxima y media, y disipar calor a través de vías conductoras, generalmente de metal. Todo ello empezando con una FPGA SoC que puede reducir su consumo hasta un 50 por ciento y simplifica el diseño de todo el satélite, permitiendo así que los diseñadores se centren en la misión que tienen entre manos.

“Al suministrar el ecosistema de diseño para la primera FPGA SoC tolerante a la radiación basada en RISC-V, Microchip impulsa la innovación y proporciona a los diseñadores la capacidad de desarrollar toda una nueva clase de aplicaciones espaciales con un consumo eficiente”, declaró Bruce Weyer, vicepresidente corporativo de la unidad de negocio FPGA de Microchip. “Esto permitirá a nuestros clientes aumentar el rendimiento informático de borde (Edge) en los sistemas aeroespaciales y de defensa”

El ecosistema integral Mi-V de Microchip ayuda a los diseñadores a reducir el plazo de comercialización ofreciendo soporte a sistemas operativos que admitan SMP (symmetric multiprocessing) como Linux, VxWorks®, PIKE y otros sistemas operativos en tiempo real como RTEMS y Zephyr®. Mi-V es un completo paquete de herramientas y recursos de diseño, desarrollado por numerosas empresas para dar soporte a diseños RISC-V. El ecosistema Mi-V tiene como objetivo aumentar la adopción de la arquitectura ISA (instruction set architecture) RISC-V y ofrecer soporte al catálogo de FPGA SoC de Microchip.

La FPGA RT PolarFire ya ha recibido la designación QML (Qualified Manufacturers List) Clase Q, que se basa en los requisitos de rendimiento y calidad especificados por la DLA (Defense Logistics Agency). Este dispositivo también facilita la obtención de la homologación QML Clase V, la más exigente para microelectrónica espacial.

Durante más de 60 años, las soluciones de Microchip se han incorporado a las misiones de vuelos espaciales. A partir de su experiencia como suministrador de FPGA fiables y de bajo consumo basadas en SONOS, Flash y antifusible, la compañía trabaja para agilizar el diseño de cargas útiles de comunicaciones de alta velocidad, sensores de alta resolución e instrumentos y sistemas críticos de vuelo para satélites LEO (Low Earth Orbit), el espacio exterior o en el espacio intermedio. 

Disponibilidad y herramientas de desarrollo
Los clientes ya pueden iniciar los diseños con las herramientas y las tarjetas de desarrollo proporcionadas para el SoC PolarFire equivalente. Para más información, visite la página de
SoC PolarFire.

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