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21281CB 发布时间 时间:2025/12/26 16:32:31 查看 阅读:18

21281CB 是由 Vorago Technologies 公司生产的一款基于 ARM Cortex-M0+ 架构的耐辐射微控制器(MCU),专为极端环境下的高可靠性应用而设计,尤其是在航空航天、深空探测、核能系统以及高海拔飞行器等面临强辐射或温度剧烈变化的场景中表现出卓越的稳定性与耐用性。该芯片采用 Vorago 的专利 VAULT 技术,通过在标准 CMOS 工艺基础上引入特殊设计和布局优化,显著提升了器件对单粒子翻转(SEU)、单粒子闩锁(SEL)以及总电离剂量(TID)的抗扰能力。21281CB 属于 Vorago HA(High Availability)系列,具备宽温工作范围,通常可在 -55°C 至 +125°C 甚至更宽的温度区间内稳定运行,满足严苛工业与太空级应用需求。其封装形式通常为陶瓷 LCC 或 CQFP 等高可靠性封装,以适应机械应力大、热循环频繁的应用环境。此外,该器件集成了丰富的外设接口与嵌入式存储资源,支持实时控制任务处理,并可通过多种低功耗模式实现能源效率优化,在无防护措施的辐射环境中仍能保持长期可靠运行。

参数

核心架构:ARM Cortex-M0+
  主频:最高 48 MHz
  工作电压:1.7V ~ 3.6V
  工作温度:-55°C ~ +125°C
  闪存容量:64 KB
  SRAM 容量:8 KB
  封装类型:Ceramic LCC 或 CQFP
  辐射耐受能力:
  总电离剂量(TID):> 100 krad(Si)
  单粒子闩锁(SEL):在 62 MeV·cm2/mg LET 下无闩锁
  单粒子翻转(SEU):具有纠错码(ECC)保护的内存可减轻软错误
  外设接口:UART, SPI, I2C, GPIO, 定时器, ADC
  时钟源:内部 RC 振荡器、外部晶体输入
  电源管理:支持待机、睡眠等多种低功耗模式

特性

21281CB 微控制器的核心优势在于其出色的抗辐射性能与极端环境适应能力,这使其成为少数能够在深空任务或高能物理实验装置中长期稳定工作的商用现货(COTS)兼容器件之一。其采用的 VAULT(Very High Assurance Using Logic and Layout Techniques)技术不仅增强了晶体管级对电离辐射的免疫能力,还通过冗余逻辑设计、双节点锁定存储单元以及自动刷新机制有效降低了软错误率。这种设计使得即使在高强度宇宙射线或近地轨道高能粒子环境下,系统也能维持数据完整性与控制连续性。此外,该芯片的 ARM Cortex-M0+ 内核提供了良好的软件生态兼容性,开发者可以利用广泛的 ARM 开发生态工具链进行快速原型开发与调试,包括 Keil MDK、IAR Embedded Workbench 和 GCC 编译器等。指令集精简高效,支持 Thumb-2 指令子集,有助于提升代码密度与执行效率,特别适合资源受限但要求高可靠性的嵌入式控制系统。
  集成的 64KB 闪存和 8KB SRAM 经过 ECC 或奇偶校验保护,进一步提升了存储可靠性,防止因辐射引发的数据损坏。外设方面,提供多路通信接口(如 UART、SPI 和 I2C),可用于连接传感器、FPGA 或其他协处理器,构建复杂的分布式控制系统。片上 ADC 可用于模拟信号采集,适用于电源监控、温度检测等关键参数测量任务。此外,该器件支持多种低功耗运行模式,允许在非活跃周期关闭部分电路以节省能源,这对于依赖太阳能供电的卫星或远程无人设备尤为重要。
  21281CB 还具备自检与故障恢复功能,例如看门狗定时器、电源监控复位电路和运行时内存测试例程,确保系统在异常情况下能够安全重启或进入预设安全状态。这些特性共同构成了一个面向容错计算的完整解决方案,广泛应用于地球观测卫星、火星探测器、空间站模块控制、核反应堆监测系统等领域。由于其无需额外屏蔽即可达到传统抗辐射芯片的性能水平,因此还能显著降低系统整体重量与成本,是现代高可靠性电子系统设计中的理想选择之一。

应用

21281CB 主要应用于对可靠性与环境耐受性要求极高的领域,典型使用场景包括但不限于:低轨与深空航天器的星载计算机与姿态控制系统;小型卫星(CubeSat)的任务控制器与通信管理单元;高空无人机或平流层飞艇的自主导航与数据采集系统;核电站内部传感器网络与远程监控终端;高能物理实验设施中的前端数据处理节点;以及军事通信设备、导弹制导系统等需要抗干扰与防失效保障的关键电子装置。此外,它也适用于地面极端气候区域(如极地或沙漠)部署的无人值守监测站,这些站点常面临昼夜温差大、沙尘侵蚀和电磁干扰等问题,传统消费级芯片难以胜任,而 21281CB 凭借其宽温域与高鲁棒性成为优选方案。在卫星电源管理系统中,该芯片可用于电池充放电控制、电压电流采样及故障保护逻辑判断;在科学载荷中,则可作为仪器控制器协调多个传感器同步工作。得益于其 ARM 架构的通用性,配合 RTOS(如 FreeRTOS 或 VxWorks)还可实现多任务调度与实时响应,满足复杂操作流程的需求。随着商业航天的发展,越来越多的新一代微型化、低成本航天器开始采用此类高性能抗辐射 MCU 来替代老旧的专用抗辐照处理器,从而缩短研发周期并提高系统集成度。

替代型号

VA41B01

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