EO 519

DIGITAL MCU FOR SPACE Fig. 3 – Il microcontrollore SAMRH71 di Microchip è resistente alle radiazioni e destinato all’uso nello spazio • processore ARM Cortex-M4 a 32 bit • FPU (Floating Point Unit) a precisione singola • Interfaccia di debug basata su SWI • Tensioni operative • Alimentazione 3,3 +/- 0,33 V • Regolaore LDO on-chip con modalità di “stand-by” • Velocità di clock di 100 MHz • Memoria • SRAM on chip (64 kB per il dati e 256 kB per il program- ma • EDAC & Scrubbing della memoria • 256 kB di NVM • Periferiche • 104 pin GPIO configurabili • 3 interfacce UART applicazioni spaziali sono essenziali per le missioni e le immunità alle radiazioni è uno dei principali fattori che guidano la loro progettazione. La schermatura fisica è molto importante ma non può estendersi oltre certi limi- ti, infatti gli ioni pesanti possono ancora passare attra- verso i contenitori metallici e interagire con essa, pro- ducendo delle particelle secondarie altrettanto dannose. Una delle soluzioni software per aumentare l’affidabilità dei calcoli è quella della ridondanza. Con essa le stesse elaborazioni matematiche vengono eseguite più volte, per una maggiore probabilità di risultati corretti. Oltre alle MCU, i produttori classificano i dispositivi spaziali in diverse categorie, per esempio: • gestione dell’energia ed elettronica di potenza • amplificatori • interfacce • clock e gestione del tempo • convertitori di dati • sensori Si tratta di dispositivi e circuiti integrati con un alto li- vello tecnologico che devono sopportare le condizioni estreme dello spazio. Di seguito saranno esaminati al- cuni esempi di microcontrollori appositamente proget- tati per operare nello spazio, senza alcun problema di funzionamento. Uno di questi è la famiglia di microcon- trollori VA41630 di VORAGO Technologies , mostrato in figura 2. Essi sono immuni alle radiazioni con MCU ARM Cortex M4 a 32 bit prodotto con tecnologia HARDSIL per prestazioni superiori. La scheda tecnica riassuntiva è ri- portata nel relativo riquadro. Un altro esempio di microcontrollore resistente alle radiazioni e destinato all’uso nello spazio è il SAMRH71 di Microchip Technology (Fig. 3). Esso assicura la mi- gliore combinazione di interfacce di connettività per applicazioni spaziali insieme a una elevata potenza di elaborazione fino a 200 DMips (>5 Coremark/MHz). Il SAMRH71 è progettato per alte prestazioni in presen- za di elevati livelli di radiazioni, temperature estre- me e alta affidabilità nelle applicazioni aerospaziali. Sfrutta il core ARM Cortex M7 a elevate prestazioni abbinato a interfacce di comunicazione a larghezza di banda elevata come SpaceWire, MIL-STD-1553, CAN FD ed Ethernet con funzionalità TSN. Esso è supportato da MPLAB X IDE e MPLAB Harmony. Le principali ca- ratteristiche tecniche sono riassunte nel relativo ri- quadro. • 3 interfacce I2C • 3 interfacce SPI • 2 porte CAN 2.0B • Ethernet 10/100 MAC • Interfaccia SpaceWire full-duplex • Controllore DMA (4 canali) • Convertitore A/D a 8 canali (12 bit, 600ksps) • Convertitore D/A a 2 canali (12-bit) • Sensore di temperatura • Sistema di temporizzazione • 24 counter / timer configurabili a 32 bit • Input capture, Output compare • PWMs, contatore impulse, Watchdog timer • Package • 176 QFP (20 mm x 20 mm) MICROCONTROLLORI VA41630 DI VORAGO TECHNOLOGIES: LE PRINCIPALI CARATTERISTICHE ELETTRONICA OGGI 519 - GIUGNO/LUGLIO 2024 48