مدونة الشركة حول ST LEOAC74PT-D CMOS مزدوج من النوع D موجب الحافة المشغلة قلاب للبيئات الفضائية

شركة شنتشن مينغجيادا للإلكترونيات المحدودة تقوم بتوريد وإعادة تدوير شريحة وحدات تثبيت المنطق لأنظمة التحكم في الطيران للطائرات وأجهزة الكمبيوتر الخاصة بالمهام، وهي عبارة عن شريحة CMOS مزدوجة من نوع D تعمل بالحافة الموجبة، مناسبة لتطبيقات الفضاء الجوي.

أولاً. وحدات تثبيت المنطق لأنظمة التحكم في الطيران للطائرات وأجهزة الكمبيوتر الخاصة بالمهام نظرة عامة على المنتج

إن شريحة وحدات تثبيت المنطق لأنظمة التحكم في الطيران للطائرات وأجهزة الكمبيوتر الخاصة بالمهام هي شريحة CMOS مزدوجة من نوع D تعمل بالحافة الموجبة، مقاومة للإشعاع، ومغلفة بالبلاستيك، تم تطويرها بواسطة STMicroelectronics (ST) لقطاع الفضاء الجوي. وهي جزء من خط إنتاج ST الخاص بأجهزة الفضاء الجوي LEO، وتلتزم بشكل صارم بمواصفات ST-LEO لأجهزة الفضاء الجوي، وهي مصممة خصيصًا للبيئات الفضائية القاسية مثل الأقمار الصناعية في المدار الأرضي المنخفض (LEO) وأنظمة الطيران المحمولة جواً. تدمج الشريحة اثنين من مسجلات D المستقلة، وتدعم تثبيت البيانات عند الحافة الصاعدة للساعة، وتتميز بوظائف الضبط المسبق غير المتزامن (PRE) والمسح غير المتزامن (CLR). تحافظ على توقيت منطقي مستقر في الظروف الفضائية مثل الإشعاع، ونطاقات درجات الحرارة الواسعة، والضغط الجوي المنخفض، والاهتزاز، مما يجعلها الخيار المفضل لتثبيت البيانات على متن المركبات، ودوائر التوقيت المتزامنة، وسجلات الحالة، ومنطق الواجهة.

على عكس الأجهزة الفضائية التقليدية المغلقة بإحكام من السيراميك، تستخدم شريحة وحدات تثبيت المنطق لأنظمة التحكم في الطيران للطائرات وأجهزة الكمبيوتر الخاصة بالمهام حلاً مغلفًا بالبلاستيك عالي الموثوقية، مما يوازن بين التصغير، وقدرات الإنتاج الضخم، والتكلفة الإجمالية، وهي مناسبة لمتطلبات الشبكات عالية الحجم للمجموعات الفضائية التجارية.

ثانياً. مبادئ التشغيل الأساسية لشريحة وحدات تثبيت المنطق لأنظمة التحكم في الطيران للطائرات وأجهزة الكمبيوتر الخاصة بالمهام

تتضمن الشريحة اثنين من مسجلات D المستقلة عن بعضها البعض، باستخدام آلية تشغيل بالحافة الصاعدة للساعة (الحافة الموجبة):

في اللحظة التي ينتقل فيها إشارة الساعة CP من مستوى منخفض إلى مستوى مرتفع، يتم التقاط المستوى عند مدخل D ونقله إلى المخرج Q؛ بينما تكون الساعة عند مستوى مرتفع، أو مستوى منخفض، أو أثناء الحافة الهابطة، تظل حالة المخرج دون تغيير.

تتمتع وظائف الضبط غير المتزامن (PRE) والمسح غير المتزامن (CLR) المستقلة بالأولوية القصوى؛ فهي لا تخضع للتحكم بواسطة إشارة الساعة ويمكنها فرض المخرج مباشرة إلى '1' أو مسحه، مما يسهل تهيئة تشغيل النظام والتحكم في إعادة ضبط الأعطال. موارد التشغيل المزدوجة مستقلة عن بعضها البعض ويمكن تكوينها واستخدامها بشكل منفصل، مما يعزز مرونة تصميم لوحة الدوائر المطبوعة.

ثالثاً. الخصائص الكهربائية الرئيسية وأداء الدرجة الفضائية لشريحة وحدات تثبيت المنطق لأنظمة التحكم في الطيران للطائرات وأجهزة الكمبيوتر الخاصة بالمهام

1. مواصفات مصدر الطاقة

نطاق جهد التشغيل: 1.65 فولت إلى 6 فولت؛ أقصى جهد تصنيف مطلق: 7 فولت؛ متوافق مع خطوط الطاقة الرئيسية 3.3 فولت و 5 فولت على متن المركبات، ويدعم تصميم أنظمة رقمية فضائية متعددة النطاقات الجهد.

2. خصائص التوقيت عالية السرعة

تأخير انتشار نموذجي يبلغ 8.5 نانوثانية (عند 4.5 فولت مع حمل 50 بيكوفاراد)؛ قدرة التثبيت عالية السرعة تلبي متطلبات التوقيت عالية التردد لحمولات الاتصالات على متن المركبات ووحدات المعالجة في المدار. قدرة دفع المخرج ±24 مللي أمبير تسمح بالقيادة المباشرة للأحمال المنطقية على متن المركبات.

3. نطاق درجة حرارة تشغيل واسع

درجة حرارة التشغيل: -40 درجة مئوية إلى +125 درجة مئوية؛ تتحمل تقلبات درجات الحرارة الشديدة بين النهار والليل أثناء عمليات الأقمار الصناعية في المدار وصدمات الدورة الحرارية داخل حجرة المعدات على متن المركبة.

4. مقاومة الإشعاع من الدرجة الفضائية (ميزة أساسية)

الجرعة المؤينة الكلية (TID): 50 كراد (Si)؛

مناعة على مستوى الإلكترون الواحد (SEL): 62.5 ميغا إلكترون فولت. سم مربع/مللي جرام، مما يضمن عدم وجود خطر التعليق أثناء التواجد في المدار؛

تم الانتهاء من توصيف الانتقال العابر للإلكترون الواحد (SET)، وهو مناسب لبيئة الإشعاع في المدار الأرضي المنخفض.

5. التحكم في انبعاث الغازات من الدرجة الفضائية (مواصفات إلزامية للفضاء الجوي)

ضمان RML < 1% و CVCM < 0.1%، مع خصائص انبعاث غازات منخفضة للتخفيف من خطر التلوث داخل الحمولات البصرية وغرف التفريغ.6. موثوقية التغليف والعمليةالتغليف: حزمة بلاستيكية رفيعة من نوع TSSOP-20؛

الربط: ربط سلك ذهبي؛ معالجة سطح الدبوس: NiPdAu (نيكل-بلاديوم-ذهب)، مما يلغي خطر نمو شعيرات القصدير ويضمن عدم وجود خطر حدوث دوائر قصر في الدبابيس أثناء التشغيل طويل الأمد في المدار؛ يزن الجهاز 80 مللي جرام فقط، ويساهم تصميمه خفيف الوزن في تقليل وزن حمولة القمر الصناعي.

7. مواصفات الجودة

تم تطويره وفقًا لمعيار AEC-Q100 ومتوافق مع مواصفات أجهزة الفضاء المخصصة ST-LEO؛ يوفر فحصًا شاملاً للدفعات وتتبعًا للأجهزة، ويدعم الاختيار لنماذج رحلات الفضاء التجارية.

رابعاً. المزايا الأساسية لمنتج

LEOAC74PT-D

دمج القنوات المزدوجة يوفر مساحة لوحة الدوائر المطبوعة؛ جهاز واحد يحقق تثبيتات توقيت مستقلة، مما يقلل من عدد المكونات والأسلاك؛وحدات تثبيت المنطق لأنظمة التحكم في الطيران للطائرات وأجهزة الكمبيوتر الخاصة بالمهاممواصفات شاملة لمقاومة الإشعاع، مناسبة لبيئة الإشعاع الفضائي للأقمار الصناعية في المدار الأرضي المنخفض؛

عمليات تصنيع منخفضة الانبعاثات وخالية من الرصاص، تلبي متطلبات الموثوقية لبيئات الفضاء المفرغة؛

بنية CMOS واسعة الجهد ومنخفضة الطاقة، تقلل الحمل على مصادر الطاقة على متن المركبات؛

وظائف الضبط/المسح غير المتزامنة المستقلة، تبسط تصميم منطق تشغيل النظام وإعادة ضبط الأعطال.

خامساً. تطبيقات الفضاء الجوي النموذجية لشريحة

LEOAC74PT-D

دوائر التحكم في التوقيت الرقمي على متن المركبات للأقمار الصناعية النانوية في المدار الأرضي المنخفض ومنصات CubeSat

مسجلات المزامنة لحمولات الاتصالات الفضائية ووحدات معالجة البيانات على متن المركباتوحدات تثبيت المنطق لأنظمة التحكم في الطيران للطائرات وأجهزة الكمبيوتر الخاصة بالمهام

دوائر واجهة المزامنة لاكتساب بيانات المستشعرات على متن المركبات

سجلات الحالة ودوائر تسلسل الأوامر لأنظمة إدارة عمليات الأقمار الصناعية

أنظمة التحكم الإلكترونية على متن المركبات للمركبات الفضائية الصغيرة ومركبات الإطلاق