Комплект микросхем с интерфейсом SpaceWire ФГУ ФНЦ НИИСИ РАН для космических применений. А.А. Антонов М.С. Горбунов. А.В. Клишин. Развитие радиационно-стойких микрокросхем с интерфейсом SpaceWire.


Чтобы посмотреть этот PDF файл с форматированием и разметкой, скачайте его и откройте на своем компьютере.
ФЕДЕРАЛЬНОЕ ГОСУДАРСТВЕННОЕ УЧРЕЖДЕНИЕ «ФЕДЕРАЛЬНЫЙ
НАУЧНЫЙ ЦЕНТР «НАУЧНО
-
ИССЛЕДОВАТЕЛЬСКИЙ ИНСТИТУТ
СИСТЕМНЫХ ИССЛЕДОВАНИЙ РОССИЙСКОЙ АКАДЕМИИ НАУК»
(ФГУ ФНЦ НИИСИ РАН)
Комплект
микросхем
с
интерфейсом
SpaceWire
ФГУ ФНЦ НИИСИ РАН для
космических применений
А.А.
Антонов
М.С. Горбунов
А.В. Клишин
Развитие
радиационно
-
стойких
микрокросхем
с
интерфейсом
SpaceWire
1
Микропроцессор 1907ВМ014

КНИ 0,25 мкм

Тактовая частота 100 МГц

Система на кристалле, содержащая процессорное ядро и
внешние интерфейсы

2 контроллера
RS
-
232

GPIO

Интерфейс ГОСТ Р 52070
-
2003

Контроллер СОЗУ и ПЗУ

JTAG (IEEE 1149.1
с поддержкой граничного сканирования
)

SpaceWire (2 порта)

SPI
2
Защита от сбоев

Бит чётности (по 1 на байт) в кэш
-
памяти данных и инструкций

Биты чётности во внутренней памяти блока МКИО

Регистровые файлы выполнены на
DICE
-
ячейках и защищены
схемой коррекции, реализующей аппаратный scrubbing и способной
исправлять одиночную ошибку в каждом байте

Использование
SECDED
при обращении к внешней памяти

Аппаратная возможность работы с СОЗУ в режиме тройного
резервирования

Аппаратная диагностика внутренних блоков памяти

Для исключения двойных ошибок от одной ТЗЧ использовано
пространственное разнесение ячеек, относящихся к одному слову
(через 4 или 8 бит) для защиты от множественных сбоев.

Блок гарантированной загрузки, позволяющий произвести
первоначальную загрузку из 8
-
ми битного ПЗУ.
3
1907
ВМ
014
4
Интернет
-
стенд

Возможности͗

удаленный доступ через Интернет к целевым стендовым модулям или
ЭВМ, физически расположенным в НИИСИ

обмен данными между локальной ЭВМ пользователя и стендовой
инструментальной ЭВМ (ИЭВМ)

редактирование текстов программ, компиляция и сборка образов на
ИЭВМ

разработка программ под ОС РВ «Багет»

загрузка исполняемых образов на целевой модуль

интерактивное взаимодействие через терминальный доступ с
Программой ПЗУ и системным загрузчиком на целевом модуле

отладка программ с помощью EJTAG
-
отладчика

удаленный Reset
5
Микропроцессор 1907ВМ0
4
4

КНИ 0,25 мкм

Тактовая частота
66
МГц

Ядро КОМДИВ32 c 3
-
х кратным резервированием

Резервируемый контроллер интерфейса SpaceWire

Резервируемый контроллер канала, оконечного устройства,
монитора интерфейса по ГОСТ Р 52070
-
2003

3 таймера реального времени

Контроллер прерываний

Контроллер СОЗУ

Контроллер ППЗУ с функцией гарантированной загрузки

Контроллер ввода
-
вывода общего назначения (GP=O)

2 контроллера интерфейса RS
-
232

Синхронный последовательный интерфейс (
SPI)

JTAG интерфейс
6
Микросхема
1907
ВМ
044
7
Защита от сбоев (дополнительно к 1907ВМ014)

Тройное модульное резервирование, функциональные
блоки с самосинхронизацией

Аппаратная диагностика внутренних блоков памяти
(
MBIST
)

Кэш
-
память данных и инструкций выполнена на D=CE
-
ячейках и защищена дополнительными битами четности

Внутренняя память блока интерфейса по ГОСТ Р 52070
-
2003 защищена дополнительными битами кода
Хемминга с возможностью исправления одиночных
ошибок

Троирование схемотехники периферийных устройств с
мажорированием в узлах

Троирование контроллеров интерфейсов
обеспечивалось поблочной обработкой
синтезированного нетлиста специально разработанным
скриптом
8
Многопортовый
коммутатор
SpaceWire
со
встроенным
процессором
.
1907ВМ056 («Схема
-
23»)
32
-
разрядный микропроцессор с
многопортовым
коммутатором
SpaceWire

Напряжение питания͗
U
CC
3,3 В

Максимальная рабочая частота не менее 100 МГц

Корпус
металлокерамический. Условное обозначение
корпуса
МК
6120.407
-
А

Потребляемая мощность͗ на частоте 100 МГц не более
6 Вт
(7,6
Вт после СВВ
)
;

энергосберегающий режим

не более 3 Вт.
Микросхема содержит следующие функциональные
элементы͗

8 каналов встроенного коммутатора интерфейса
SpaceWire
;

2
контроллер
а
канала, оконечного устройства,
монитора интерфейса по ГОСТ Р52070
-
2003;

2
контроллер
а
интерфейса SP=͖

2
контроллер интерфейса RS
-
232;

контроллер ввода
-
вывода общего назначения (GP=O)͖

контроллер интерфейса
CAN;

контролер JTAG интерфейса
;
9
Микросхема 1907ВМ056

КНИ025 ОАО «НИИМЭ и завод «Микрон»

8 каналов
SpaceWire
10
Состав процессорного отладочного
модуля обработки данных

две СБИС радиационно
-
стойкого коммутатора
со встроенным процессорным ядром͖

ОЗУ объемом

32 Мбайт

ПЗУ объемом

1 Мбайт

ПЛИС
11
Структурная схема отладочного
модуля для 1907ВМ056
12
Отладочный модуль для 1907ВМ056
13
Оарааотка
-
26

«Микрон» КНИ 0,25 мкм

Радиационно
-
стойкий 32
-
разрядный микропроцессор со встроенным
сопроцессором обработки и сравнения изображений для навигационных и
других бортовых комплексов

Тактовая частота процессора 100 МГц

Основные интерфейсы
PCI
,
Rapid
IO
,
SpaceWire

Корпус
CPGA
407
выводов
14
Пката с макдтным оаразцом Оарааотка
-
26
14
Сбоеустойчивый
микроконтроллер
с
троированным
ядром
и
расширенным
набором
интерфейсов
. “Обработка
-
29”
32
-
разрядный микропроцессор
без
FPU и
кэш
-
памяти

Напряжение питания͗
U
CC
3,3 В

Максимальная рабочая частота не менее 100 МГц

Корпус
металлокерамический. Условное обозначение
корпуса
МК
6120.407
-
А

Потребляемая мощность͗ на частоте 100 МГц не более 6
Вт͖

энергосберегающий режим

не более 3 Вт.
Микросхема содержит следующие функциональные
элементы͗

4
канал
а
встроенного коммутатора интерфейса
SpaceWire
;

2
контроллер
а
канала, оконечного устройства, монитора
интерфейса по ГОСТ Р52070
-
2003;

2
контроллер
а
интерфейса SP=͖ контролер внешней
памяти JTAG интерфейс͖

2
контроллер интерфейса RS
-
232͖ контроллер ввода
-
вывода общего назначения (GP=O)͖

2
контроллер
а
интерфейса
CAN;
15
Обработка
-
29
16
19
Радиационно
-
стойкая микросборка
Обработка
-
17

Универсальное процессорное ядро с рабочей частотой 100
МГц

«Схема
-
23»

СОЗУ1
-
4 объемом 2 Мбайт с дополнительной микросхемой
СОЗУ5 для корректирующих кодов

изготовление кристаллов
-
ПАО «Микрон»

2 к
анал
а
с резервированием интерфейса по ГОСТ Р 52070 из
состава «Схема
-
23» (
СнК
)

8
канал
ов
SpaceWire
из состава «Схема
-
23»

Ожидаемые показатели стойкости

аналогичны «Схема
-
23»

ПЛИС 50 тыс. вентилей
17
Обработка
-
17
20
Сравнительные характеристики
Параметры и характеристики
Обработка
-
1
Обработка
-
10
Схема
-
23
Обработка
-
29
Обозначение
микросхемы
1907ВМ014
1907ВМ044
1907ВМ056

Архитектура
КОМДИВ32
КОМДИВ32
КОМДИВ32
КОМДИВ32
Встроенный системный контроллер
+
+
+
+
Наличие
PLL
+

+
+
Наличие
сопроцессора
FPU
+
+
+

Кэш память
CPU
8K
+ 8К
4K
+ 4К
8K
+ 8К

В
строенная память



128КБ + 32КБ
Встроенный ЦАП/АЦП



Прорабатывается
Количество
каналов интерфейса
ГОСТ Р 52070
-
2003
2
2
2
2
Количество
интерфейсов
SPI
1
1
2
2
Количество интерфейсов
CAN


1
2
Количество каналов
SpaceWire
2
2
8
4
Уровни
сигналов
SpaceWire
2 CMOS
2 CMOS
8 LVDS
или
6 LVDS+2 CMOS
4 LVDS
или
4 CMOS
21
Построение системы на интерфе
й
се
SpaceWire
1
9
2
2

Приложенные файлы

  • pdf 4448071
    Размер файла: 4 MB Загрузок: 0

Добавить комментарий