Компания Apogee Semiconductor представила APIO16 — первую в своей сфере микросхему, увеличивающую возможности ввода-вывода (GPIO) в электронных системах, с устойчивостью к радиации и экстремальным температурам. Это устройство предназначено для использования в спутниковых системах, военной технике и оборудовании, работающем в сложных условиях.
16-битный расширитель I/O APIO16 расширяет количество портов GPIO — интерфейсов для подключения внешних устройств, таких как датчики или актуаторы. Он способен обработать до 16 сигналов одновременно, масштабируя систему до 256 портов. Это снижает нагрузку на программируемые логические схемы (FPGA) и микроконтроллеры, освобождая их ресурсы для критически важных операций.
Устройство поддерживает два коммуникационных протокола: I2C/SMBus для управления несколькими компонентами через две линии и SPI — высокоскоростной интерфейс с отдельными линиями для данных и синхронизации. В режиме I2C/SMBus APIO16 позволяет подключать до 16 микросхем на одной шине благодаря уникальным адресам, а в SPI — управлять ими через 3 линии выбора чипа. Скорость передачи данных достигает 1 МГц для I2C и 25 МГц для SPI.
Основное преимущество APIO16 — стойкость к радиации. Он выдерживает накопленную дозу ионизирующего излучения до 300 крад(Si) (300 000 рад), что существенно превышает возможности стандартной электроники. Микросхема защищена от сбоев, вызванных проникновением заряженных частиц (SEL, SEFI), а также ошибок в памяти (SEU) при уровне LET 75 МэВ·см2/мг — это показатель, определяющий количество энергии, передаваемой материалу частицей. Обычное оборудование выходит из строя при LET 10–20 МэВ·см2/мг, тогда как в APIO16 защитные схемы снижают воздействие энергии, избегая поломок.
Технология RHBD в APIO16 включает тройное резервирование ключевых цепей и 48-битные регистры хранения данных, что обеспечивает эксплуатацию при температурах от -55 °C до +125 °C и совместимость с компонентами разных поколений благодаря встроенному преобразованию уровней напряжения (1,4–5,5 В). Устройство синхронизируется с банками ввода-вывода FPGA, которые можно изолировать в случае радиационных сбоев, поддерживая работоспособность системы.
APIO16 уже используется в спутниках на низкой (LEO) и геостационарной (GEO) орбитах, а также в оборонных системах. Он заменяет специализированные компоненты на коммерческие (COTS), снижая затраты на разработку. В планах компании — адаптация технологии для робототехники и медицинского оборудования, требующих высокого уровня надежности и устойчивости к экстремальным условиям.
Источник: iXBT
