مدونة الشركة حول توريد إنفينون ليو إلكترونيات الفضاء تصاميم حلول: ذاكرة نيو سبيس، طاقة مقاومة للإشعاع

توفير حلول تصميم إلكترونيات الفضاء منخفضة المدار (LEO) من Infineon: ذاكرة NewSpace، طاقة مقاومة للإشعاع

شركة شنتشن مينغجيا دا للإلكترونيات المحدودة هي موزع مستقل معتمد عالميًا للإلكترونيات. بفضل مخزون يزيد عن 2 مليون وحدة تخزين (SKUs)، وضمان المنتجات الأصلية وقدرات التسليم الفعالة، نقدم خدمات توريد المكونات الإلكترونية للعملاء في قطاع الإلكترونيات. نحن نوازن بين فعالية التكلفة والتوافق التقني لمساعدة عملائنا على تسريع عمليات تطوير المنتجات والإنتاج الضخم.

مزايا التوريد

1. منتجات أصلية، جودة موثوقة: يتم الحصول على جميع المنتجات مباشرة من المصنعين الأصليين. نحافظ على رقابة صارمة على قنوات الشراء لدينا، وتخضع كل شريحة لاختبارات جودة صارمة. نستبعد بشكل صارم المنتجات المجددة أو الجديدة السائبة لضمان التشغيل المستقر لمنتجات عملائنا، مما يمنحك راحة بال كاملة.

2. مخزون وفير وشحن سريع: بالاعتماد على موارد مخزون واسعة ونظام سلسلة توريد راسخ، تحتفظ مينغجيا دا للإلكترونيات بمخزون كامل من نماذج المنتجات. سواء كان ذلك لشراء عينات بكميات صغيرة أو طلبات إنتاج ضخم على نطاق واسع، فإننا نستجيب بسرعة ونشحن على الفور لتلبية متطلبات الإنتاج العاجلة، وبالتالي تقصير دورات البحث والتطوير والإنتاج الضخم للمنتجات.

3. قيمة ممتازة مقابل المال وخدمات شاملة: بالاعتماد على سنوات عديدة من الخبرة في الصناعة وقدرات شراء قوية، نقدم لعملائنا أسعارًا تنافسية للغاية. علاوة على ذلك، لدينا فريق دعم فني مخصص يقدم خدمات شاملة، بما في ذلك اختيار المنتج والاستشارات الفنية والدعم بعد البيع، لمساعدة العملاء في حل المشكلات المختلفة أثناء عمليات الاختيار والتطبيق.

أولاً. جوهر أنظمة إلكترونيات المدار المنخفض (LEO)

تهديدات الإشعاع: يخضع المدار المنخفض للأرض (LEO) لإشعاع البروتونات والإلكترونات، والذي يمكن أن يؤدي إلى جرعة التأين الكلية (TID)، واضطرابات الأحداث الفردية (SEU)، وانقطاعات وظيفية للأحداث الفردية (SEFI)، مما يؤدي إلى انقلاب بتات الذاكرة، وتعطل شرائح الطاقة، وتعطل النظام؛

قيود صارمة على استهلاك الطاقة: نظرًا لأن الطاقة التي توفرها الألواح الشمسية للأقمار الصناعية محدودة، يجب على مكونات الذاكرة وإدارة الطاقة الموازنة بين الأداء العالي واستهلاك الطاقة الساكنة المنخفض؛

التصغير وتقليل الوزن: مساحة لوحة الدوائر المطبوعة (PCB) محدودة في أقمار CubeSats والأقمار الصناعية الصغيرة، مما يفضل المكونات ذات الحزم الصغيرة وعدد الأطراف المنخفض لتبسيط الدوائر الطرفية؛

معضلة التكلفة مقابل التسليم: تتطلب الكوكبات الضخمة آلاف الأقمار الصناعية؛ فإن الاعتماد على نطاق واسع لمكونات الفضاء ذات التعبئة السيراميكية عالية التكلفة غير عملي، مما يستلزم حلولًا مغلفة بالبلاستيك مقاومة للإشعاع؛

تشغيل مستقر عبر نطاق درجة حرارة واسع: نظرًا للاختلافات الهائلة في درجات الحرارة بين المناطق المظللة والمضاءة بالشمس في المدار، يجب أن تعمل المكونات بشكل موثوق ضمن النطاق من -55 درجة مئوية إلى +125 درجة مئوية.

يعالج حل NewSpace من Infineon هذه التحديات من خلال استخدام مصفوفات تخزين مقاومة للإشعاع لضمان تخزين البيانات الموثوق به على متن الطائرة، وحلول إمدادات الطاقة والتوزيع المقاومة للإشعاع لتحقيق تحويل طاقة مستقر وحماية الحمل، وبالتالي تشكيل منصة أجهزة أساسية لإلكترونيات الأقمار الصناعية التي تدمج البرامج والأجهزة.

ثانياً. حلول تخزين مقاومة للإشعاع من Infineon NewSpace

يتكون خط إنتاج تخزين Infineon المقاوم للإشعاع الخاص بـ LEO من ثلاث فئات رئيسية: F-RAM (ذاكرة كهروإجهادية)، و QSPI NOR Flash، وذاكرة الوصول العشوائي شبه الثابتة (pSRAM). تغطي هذه جميع سيناريوهات التخزين، بما في ذلك تخزين السجلات غير المتطايرة، وصور تمهيد FPGA، وبرامج النظام الثابتة، وذاكرة التخزين المؤقت. تتضمن تصميم RADSTOP™ المقاوم للإشعاع، مع خصائص محسّنة لبيئة الإشعاع في LEO، وهي متوفرة في كل من إصدارات الفضاء التجارية المغلفة بالبلاستيك وإصدارات الفضاء السيراميكية عالية الموثوقية.

1. ذاكرة F-RAM (ذاكرة كهروإجهادية) مقاومة للإشعاع

النموذج التمثيلي: سلسلة CYEL15B102 (2 ميجابت)

خيارات الواجهة: متوفرة في نوعين من الحزم: SPI تسلسلي (SOIC-8) وواجهة متوازية (TSOP II-44)؛

مواصفات الإشعاع: تحمل TID يصل إلى 50 krad (Si)، مع مقاومة SEU ممتازة بطبيعتها؛

المزايا الرئيسية: قدرة قراءة/كتابة غير محدودة تقريبًا، كتابة فورية غير متطايرة، وحفظ فوري للبيانات الهامة عند فقدان الطاقة دون الحاجة إلى بطارية إضافية؛

درجة حرارة التشغيل: -55 درجة مئوية إلى +125 درجة مئوية؛

التطبيقات النموذجية: سجلات مستشعرات التحكم في الموقف، بيانات القياس عن بعد الخام، لقطات حالة الأعطال، وحفظ معلمات الأقمار الصناعية الهامة أثناء فقدان الطاقة.

2. ذاكرة QSPI NOR Flash مقاومة للإشعاع

النماذج التمثيلية: CYEL16B256 (256 ميجابت)، CYEL17B051 (512 ميجابت)

الواجهة: QSPI رباعي الأسلاك، حتى 133 ميجاهرتز، يدعم التنفيذ على الشريحة (XIP)؛

مواصفات الإشعاع: نسخة 256 ميجابت TID 30 krad (Si)؛ نسخة 512 ميجابت ذات درجة حرارة ممتدة TID تصل إلى 100 krad (Si)؛

الميزات الرئيسية: آلاف دورات المسح/الكتابة؛ فترة الاحتفاظ بالبيانات تصل إلى 100 عام؛

التطبيقات النموذجية: برامج النظام الثابتة للمعالج على متن الطائرة، صور تكوين FPGA، أنظمة التشغيل على متن الطائرة، وتخزين برامج مهام الاستشعار عن بعد.

3. ذاكرة pSRAM (ذاكرة الوصول العشوائي شبه الثابتة)

تتراوح الكثافات من 256 ميجابت إلى 512 ميجابت، وتعمل كذاكرة تخزين مؤقت عالية السرعة منخفضة التكلفة؛

مناسبة لمعالجة الصور على متن الطائرة وتخزين البيانات المؤقت للاتصالات الأساسية؛

بالاقتران مع Flash لتشكيل بنية تخزين ثنائية المستويات 'ذاكرة تخزين مؤقت + تخزين برامج'، مما يقلل الحمل على وحدة التحكم الرئيسية.

مزايا بنية نظام التخزين

تكوين مرن: تتعامل F-RAM مع السجلات الهامة عالية التردد ومنخفضة الحجم؛ تخزن NOR Flash برامج النظام الثابتة ذات السعة الكبيرة؛ توفر pSRAM ذاكرة تخزين مؤقت مؤقتة عالية السرعة؛

توافق الحزم: حزم صناعية قياسية، مناسبة للحام بالتدفق، مما يقلل تكاليف التجميع؛

ثالثاً. حلول إمدادات الطاقة والتوزيع من Infineon NewSpace

تعد إمدادات الطاقة للأقمار الصناعية (أنظمة إدارة وتوزيع الطاقة PMAD) شريان الحياة للمركبات الفضائية. تم تصميم منتجات الطاقة NewSpace من Infineon للأقمار الصناعية في المدار المنخفض (LEO) ذات عمر مهمة يصل إلى خمس سنوات، وتقدم مجموعة شاملة من الأجهزة تتكون من تحويل الطاقة، ومفاتيح توزيع الطاقة، ومشغلات البوابات. تنقسم المجموعة إلى أجهزة طاقة مغلفة بالبلاستيك مقاومة للإشعاع ودوائر متكاملة للطاقة الفضائية عالية الأداء مقاومة للإشعاع، مناسبة لإمدادات الطاقة للمنصة وتوزيع الطاقة متعدد القنوات للحمولة.

1. MOSFETs طاقة مقاومة للإشعاع (منصات CoolMOS™ / OPTIMOS™)

الحزمة: حزم تثبيت على السطح مثل TO-252 في قولبة بلاستيكية؛

مواصفات الإشعاع: TID 30 krad (Si)، تحمل إلكترون الحدث الفردي (SEE) 46 MeV·cm²/mg؛

نطاق درجة الحرارة: -55 درجة مئوية إلى +150 درجة مئوية؛

التطبيقات: محولات DC/DC خافضة/رافعة، إدارة شحن/تفريغ البطارية، مفاتيح الحمل.

2. مشغلات بوابات مقاومة للإشعاع (بما في ذلك مشغلات GaN من الجيل التالي)

الجهاز التمثيلي: مشغل RIC70115 GaN HEMT المقاوم للإشعاع

يدعم قيادة أجهزة Si MOS و GaN (نيتريد الغاليوم)، متوافق مع طوبولوجيا الجانب العلوي والجانب السفلي؛

يسهل تطور إمدادات الطاقة على متن الطائرة نحو ترددات أعلى وكثافة طاقة أعلى، مع تقليل حجم المكونات المغناطيسية؛

يستخدم في المحولات المعزولة التي تحول ناقل الجهد العالي الأساسي على متن الطائرة إلى إمدادات طاقة ثانوية متعددة.

3. مفاتيح توزيع الطاقة الذكية وحماية الحمل

مفاتيح طاقة ذكية متعددة القنوات مقاومة للإشعاع، توفر إمدادات طاقة مستقلة لـ FPGAs والمعالجات وحمولات التردد اللاسلكي؛

حماية مدمجة ضد التيار الزائد والجهد الزائد وقصر الدائرة؛ تدعم التحكم عن بعد في التشغيل/الإيقاف؛ تمنع الضرر المستمر للأحمال تحت اضطرابات الأحداث الفردية؛

تمكن إدارة إمدادات الطاقة المقسمة للحمولات؛ تقطع الأحمال غير الحرجة في حالة حدوث خطأ في القمر الصناعي لضمان بقاء المنصة على قيد الحياة.

4. حل إمدادات الطاقة عند نقطة التحميل (PoL)

يوفر مخرجات متعددة منظمة بجهد منخفض للحمولات الرقمية على متن الطائرة، ويوفر طاقة نظيفة ومنخفضة الضوضاء للذاكرة، وأنظمة على شريحة (SoCs)، و FPGAs؛ يقلل من خطر أخطاء البيانات الناجمة عن تقلبات درجة الحرارة المدارية والاضطرابات الناجمة عن الإشعاع في الجهد، وبالتالي يعزز الاستقرار التشغيلي لأنظمة التخزين.

القيمة الأساسية لحل إمدادات الطاقة

تحسين SWaP (الحجم والوزن والطاقة): يدعم طوبولوجيا التردد العالي، مما يقلل من حجم المحولات والمحاثات لتخفيف حمولة القمر الصناعي؛

متانة الإشعاع: يقمع انحراف TID وتأثيرات قفل الحدث الفردي من خلال تصميم مقوى؛

بنية مرنة: متوافقة مع أنظمة إمدادات الطاقة الرئيسية للأقمار الصناعية الصغيرة التي تتميز بناقلات رئيسية 28 فولت و 50 فولت.

رابعاً. مزايا تصميم نظام التخزين والطاقة المتكامل

تم تحسين أجهزة الذاكرة والطاقة من Infineon بشكل مشترك لتشكيل حل إلكترونيات LEO متكامل:

قمع اضطرابات الطاقة ← موثوقية تخزين محسّنة

توفر إمدادات الطاقة المخصصة عند نقطة التحميل جهدًا منخفض التموج، مما يقمع ارتفاعات الجهد العابرة في بيئة الفضاء، وبالتالي يقلل من احتمالية أخطاء البتات الناجمة عن SEU في الذاكرة ويقلل من عبء تصحيح الأخطاء البرمجية على متن الطائرة.

مواصفات درجة الحرارة والإشعاع الموحدة

تتوافق نطاقات درجة الحرارة وتصنيفات الإشعاع لأجهزة الذاكرة والطاقة، مما يبسط عمليات محاكاة موثوقية النظام واختبارات التشعيع وتقييم الحلول.

تبسيط إدارة سلسلة التوريد

يوفر مورد واحد كلاً من أشباه الموصلات الأساسية للذاكرة والطاقة، مما يقلل من تنوع المكونات ويقصر دورات الاعتماد، مما يجعله مناسبًا للشراء بكميات كبيرة في مشاريع الكوكبات.

دعم تصميم التكرار متعدد المستويات

تضمن قنوات إمدادات الطاقة المستقلة المتعددة جنبًا إلى جنب مع التخزين المتطابق متعدد الأقسام أن فشل إمدادات الطاقة الفردي لا يؤدي إلى فقدان جميع البرامج الثابتة، وبالتالي يعزز تحمل الأخطاء في المدار للقمر الصناعي.

خامساً. سيناريوهات التطبيق المستهدفة النموذجية

كوكبات اتصالات ضخمة في المدار المنخفض (LEO) أقمار صناعية صغيرة وأقمار CubeSats؛

أقمار صناعية للاستشعار عن بعد في المدار المنخفض لإنترنت الأشياء في الفضاء؛

أقمار صناعية لتعزيز الملاحة ومنصات الاختبار في المدار؛

وحدات معالجة حمولات الذكاء الاصطناعي على متن الطائرة ووحدات معالجة التصوير البصري؛

حواسيب التحكم في الموقف للأقمار الصناعية وإدارة عمليات الأقمار الصناعية.