混合方法允許設(shè)計(jì)團(tuán)隊(duì)結(jié)合最新的最先進(jìn)的 COTS 技術(shù)實(shí)施抗輻射功能基礎(chǔ)。

在游戲、手機(jī)、可穿戴設(shè)備和物聯(lián)網(wǎng) （IoT） 等消費(fèi)電子產(chǎn)品蓬勃發(fā)展之前，曾有一段時(shí)間，政府/軍用電子產(chǎn)品部門消耗了半導(dǎo)體行業(yè)相當(dāng)大比例的產(chǎn)出。這使軍事和航天機(jī)構(gòu)對(duì)半導(dǎo)體行業(yè)正在開發(fā)的新產(chǎn)品和制造工藝的類型產(chǎn)生了重大影響。這不再是正確的，因?yàn)檐娛?航空航天市場(chǎng)的規(guī)模不再大到足以證明半導(dǎo)體供應(yīng)商進(jìn)行此類投資的合理性。這導(dǎo)致繼續(xù)使用多年前開發(fā)的傳統(tǒng)組件以及用于太空的上屏商用現(xiàn)貨 （COTS） 集成電路。對(duì)于空間電子系統(tǒng)設(shè)計(jì)人員來(lái)說(shuō)，這不是一個(gè)理想的情況。

軍事和主要航空航天供應(yīng)商仍然對(duì)使用 COTS 持保守態(tài)度，因?yàn)樗麄兊娜蝿?wù)保證模型非常嚴(yán)格，而且多年來(lái)，他們嚴(yán)格的設(shè)備認(rèn)證方法已被證明非常有效。然而，有一個(gè)“新空間”開發(fā)人員社區(qū)，他們對(duì)風(fēng)險(xiǎn)具有更高的容忍度，但預(yù)計(jì)組件成本會(huì)顯著降低。小衛(wèi)星的日益普及進(jìn)一步鼓勵(lì)了這種方法，因?yàn)楣收铣杀据^低，并且小衛(wèi)星星座 （SmallSats） 可用于提供系統(tǒng)級(jí)冗余以掩蓋單個(gè) SmallSat 單元的故障。（通常認(rèn)為 SmallSat 的重量不到 300 公斤，但通常更輕；另請(qǐng)參閱“什么是 SmallSats 和 CubeSats？ ”）

對(duì)今天情況的簡(jiǎn)化看法是有兩個(gè)基本陣營(yíng)。“傳統(tǒng)”陣營(yíng)對(duì)失敗的容忍度很低，并且為通常被認(rèn)為遠(yuǎn)非最先進(jìn)的抗輻射（rad-hard）專用半導(dǎo)體支付高昂的費(fèi)用。“新太空”陣營(yíng)對(duì)任務(wù)保障的態(tài)度更為寬松，愿意使用采用最新技術(shù)的低成本COTS設(shè)備。鑒于絕大多數(shù)新的空間衛(wèi)星用于低地球軌道（LEO），其輻射環(huán)境不太極端，災(zāi)難性輻射誘發(fā)故障的風(fēng)險(xiǎn)較低（LEO 被認(rèn)為在大約 300 公里到 1，000 公里之間）來(lái)自地球并位于內(nèi)范艾倫輻射帶下方）。

有跡象表明，傳統(tǒng)陣營(yíng)的成員開始放寬對(duì)半導(dǎo)體產(chǎn)品資質(zhì)的嚴(yán)格要求，以利用最新技術(shù)。他們?cè)敢庠谔杖蝿?wù)中使用塑料包裝而不是傳統(tǒng)的陶瓷包裝就證明了這一點(diǎn)。還有跡象表明，新的太空陣營(yíng)已經(jīng)認(rèn)識(shí)到 COTS 產(chǎn)品代表著有充分根據(jù)的風(fēng)險(xiǎn)，因此他們一直明智地在太空電子系統(tǒng)中部署抗輻射組件以提高可靠性。所有這一切的結(jié)果是，傳統(tǒng)的和新的太空工程師正在逐漸融合一種方法，使用更具成本效益但仍抗輻射的電子設(shè)備來(lái)創(chuàng)建系統(tǒng)。

近年來(lái)，已經(jīng)出現(xiàn)了許多降低傳統(tǒng)抗輻射部件的高成本的舉措。這些舉措包括利用大批量商業(yè)晶圓代工廠的創(chuàng)新硬化技術(shù)、可用于抗輻射集成電路的商業(yè) IP（如 Arm 處理器）的使用，以及目前正在采取的創(chuàng)建步驟適合在太空中使用的塑料包裝規(guī)格。所有這些措施都在降低抗輻射組件的成本，以促進(jìn)傳統(tǒng)和新太空開發(fā)商的需求的融合。

一種正在獲得動(dòng)力的方法，特別是在 CubeSats 中，是明智地使用抗輻射組件來(lái)實(shí)現(xiàn)關(guān)鍵系統(tǒng)功能，并充當(dāng)安全監(jiān)視器或看門狗，以監(jiān)督系統(tǒng)中使用的 COTS 設(shè)備的正確運(yùn)行。這種混合方法允許設(shè)計(jì)團(tuán)隊(duì)結(jié)合最新的最先進(jìn)的 COTS 技術(shù)實(shí)施抗輻射功能基礎(chǔ)。一個(gè)很好的例子是在小型衛(wèi)星中使用 COTS 圖形處理單元 （GPU），該衛(wèi)星需要對(duì)機(jī)載攝像頭進(jìn)行高速圖像處理。COTS GPU 本身無(wú)法減輕輻射效應(yīng)，但可以通過(guò)抗輻射設(shè)備對(duì)其進(jìn)行管理，以確保其正常運(yùn)行，并在其運(yùn)行受到輻射效應(yīng)干擾時(shí)重置。

使用 COTS 設(shè)備的多個(gè)副本來(lái)實(shí)現(xiàn)冗余仍然是一種流行的方法，但考慮到尺寸，這變得更具挑戰(zhàn)性。將大量功能壓縮到 CubeSat 外形尺寸中是有益的，因?yàn)樗档土税l(fā)射成本并開辟了更多運(yùn)載火箭選擇。但是，如果系統(tǒng)中設(shè)計(jì)了高度冗余以補(bǔ)償 COTS 設(shè)備的使用，那么將更多功能壓縮到有限的空間是很困難的。

影響空間電子系統(tǒng)總體成本和可靠性的一個(gè)主要因素是軟件。訪問最新的商業(yè)軟件開發(fā)工具無(wú)疑是創(chuàng)建健壯代碼的主要好處。當(dāng)可靠的軟件模塊被創(chuàng)建和驗(yàn)證后，能夠重用它們也是一個(gè)很大的好處。尤其是新的太空社區(qū)，已經(jīng)顯示出使用可以非常快速地開發(fā)、調(diào)整和重用的軟件可編程架構(gòu)的趨勢(shì)。這通過(guò)重復(fù)使用已知良好的模塊來(lái)減少產(chǎn)品開發(fā)時(shí)間并提高可靠性。

一顆小型衛(wèi)星的成本可能會(huì)有很大差異，這取決于誰(shuí)在開發(fā)它，誰(shuí)在發(fā)射它，它將在哪里運(yùn)行，以及它的預(yù)期壽命。當(dāng)分析開發(fā)、測(cè)試、發(fā)布和運(yùn)營(yíng)成本時(shí)，很明顯，通過(guò)僅使用 COTS 設(shè)備而不包括一些抗輻射設(shè)備來(lái)節(jié)省幾千美元只是總體預(yù)算中相對(duì)較小的一部分。許多小型衛(wèi)星開發(fā)商已經(jīng)認(rèn)識(shí)到這一點(diǎn)，并已采取措施通過(guò)選擇性實(shí)施抗輻射組件來(lái)升級(jí)其任務(wù)保證以實(shí)現(xiàn)關(guān)鍵任務(wù)功能。隨著下一代抗輻射組件的可用性和成本不斷提高，這一趨勢(shì)將加速。

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