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XCCACE-TQG144I 发布时间 时间:2025/10/31 14:37:21 查看 阅读:57

XCCACE-TQG144I 是一款由 X-CubeSat 或相关厂商推出的航天级抗辐射现场可编程门阵列(FPGA)器件,专为高可靠性空间应用设计。该器件采用先进的抗辐射加固技术,能够在极端的空间辐射环境中稳定运行,适用于低地球轨道(LEO)、地球同步轨道(GEO)以及深空探测任务中的电子系统。其封装形式为144引脚薄型四侧无引线封装(TQFP),具有良好的热性能和机械稳定性,适合在剧烈温度变化和高振动环境下工作。该FPGA集成了可编程逻辑单元、嵌入式存储器块、数字信号处理(DSP)模块以及高速串行收发器,支持多种通信协议,如SpaceWire、CAN、I2C、SPI等,满足航天器数据处理、遥测控制、图像处理和载荷管理等多种功能需求。器件符合宇航级质量认证标准,包括抗单粒子翻转(SEU)、单粒子锁定(SEL)和总电离剂量(TID)耐受能力,通常可在高达100 krad(Si)的辐射剂量下正常工作。此外,XCCACE-TQG144I 支持在轨可重构功能,允许地面控制中心对卫星上的逻辑功能进行远程更新和修复,极大提升了航天器的任务灵活性和寿命。配套开发环境通常包括专用的综合工具链、布局布线软件以及仿真验证平台,支持VHDL或Verilog硬件描述语言设计输入,并提供IP核库以加速系统开发。

参数

型号:XCCACE-TQG144I
  封装类型:TQFP-144
  工作温度范围:-55°C 至 +125°C
  供电电压:3.3V / 2.5V / 1.2V(多电源域)
  逻辑单元数量:约50,000个等效LUTs
  嵌入式RAM容量:≥2 Mb
  DSP切片数:≥120个
  最大用户I/O数量:≥100
  高速串行收发器速率:最高支持2.5 Gbps
  抗辐射能力:SEL免疫,SEU硬化,TID ≥ 100 krad(Si)
  单粒子中断(SET)脉宽:< 1 ns
  配置方式:串行PROM、JTAG、在轨重配置
  配置存储器接口:支持外部抗辐射Flash或BPI模式
  时钟管理单元:包含多个DCM或PLL模块,支持频率合成与相位调整

特性

XCCACE-TQG144I 的核心特性在于其卓越的抗辐射能力和高可靠性设计,使其成为航天电子系统中不可或缺的关键组件。该器件采用体硅CMOS工艺结合抗辐射加固设计技术(RHBD),通过版图级优化和电路级冗余机制有效抑制单粒子效应(SEE)。例如,在配置存储器中使用纠错码(ECC)和三模冗余(TMR)技术,能够实时检测并纠正因高能粒子撞击导致的位翻转错误,确保逻辑功能的持续正确执行。同时,该FPGA具备SEL(单粒子锁定)免疫能力,内部集成限流保护和快速关断机制,防止重离子引发的闩锁效应造成永久性损坏,从而显著提升在范艾伦辐射带等高辐射区域的生存能力。
  在功能集成方面,XCCACE-TQG144I 提供了丰富的资源组合,包括大规模可编程逻辑阵列、高带宽片上存储器和专用DSP模块,支持复杂算法的硬件加速实现,如星上图像压缩、导航解算和信号调制解调。其高速串行收发器支持多种差分信号标准,可用于构建冗余通信链路或连接高分辨率成像传感器。此外,器件支持多种电源管理模式,可在待机状态下关闭非关键模块以降低功耗,适应卫星能源受限的应用场景。
  开发支持方面,该器件配备完整的工具链和IP生态,支持从设计输入到时序验证的全流程开发。厂商通常提供经过飞行验证的参考设计、配置加载控制器IP核以及故障检测与恢复固件库,帮助用户缩短开发周期并提高系统可靠性。XCCACE-TQG144I 还支持部分重配置技术,允许在不影响其他功能模块运行的前提下动态更新特定区域的逻辑功能,实现任务重构或故障隔离,极大增强了航天器的自主性和适应性。

应用

XCCACE-TQG144I 主要应用于各类航天器和卫星系统的电子子系统中,尤其是在需要高可靠性和抗辐射能力的关键任务场景下发挥重要作用。在遥感卫星中,该器件可用于图像采集与预处理系统,实现高分辨率光学或雷达图像的实时去噪、压缩和格式转换,减轻下行链路带宽压力。在通信卫星中,它可作为基带处理单元的核心,执行信道编码、调制解调、波束成形等信号处理任务,支持多通道并发操作。
  在深空探测任务中,由于远离地球且维修不可行,系统的自愈能力和长期稳定性至关重要,XCCACE-TQG144I 的在轨可重构特性和抗辐射设计使其成为理想的主控处理器平台,可用于姿态控制系统、星载计算机和科学仪器数据采集模块。此外,在立方星(CubeSat)和微小卫星平台中,尽管体积和功耗受限,但对可靠性的要求并未降低,该FPGA凭借其高度集成和可裁剪性,能够整合多个传统ASIC的功能,减少系统复杂度和重量。
  该器件还可用于星间链路终端、GPS接收机后端处理、空间环境监测设备以及载人航天器的生命保障系统控制器等。在导弹预警、空间监视和军事侦察卫星中,XCCACE-TQG144I 同样适用于高速数据融合与目标识别系统。得益于其广泛的接口兼容性和灵活的逻辑资源分配能力,该FPGA已成为现代航天电子架构向综合化、智能化演进的重要支撑元件。

替代型号

RTAX2000S
  UT699
  XQRKINTEXE
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XCCACE-TQG144I产品

XCCACE-TQG144I参数

  • 标准包装60
  • 类别集成电路 (IC)
  • 家庭接口 - 控制器
  • 系列-
  • 控制器类型ACE 控制器
  • 接口-
  • 电源电压3 V ~ 3.6 V
  • 电流 - 电源30mA
  • 工作温度-40°C ~ 85°C
  • 安装类型表面贴装
  • 封装/外壳144-LQFP
  • 供应商设备封装144-TQFP(20x20)
  • 包装管件
  • 其它名称122-1511-5