Microchip 最近將其商用現(xiàn)貨 （COTS） 耐輻射技術(shù)擴(kuò)展到閃存。但是，閃存在太空中存在哪些優(yōu)缺點(diǎn)？

設(shè)計(jì)電子產(chǎn)品具有足夠的挑戰(zhàn)性，但在為太空設(shè)計(jì)電子產(chǎn)品時(shí)，挑戰(zhàn)變得更大。對(duì)輻射耐受性的要求通常會(huì)限制這些設(shè)計(jì)中組件的選擇，導(dǎo)致空間合格組件不如地面組件先進(jìn)。

為了推動(dòng)太空電子技術(shù)的發(fā)展，Microchip 宣布推出用于太空應(yīng)用 的新系列耐輻射閃存器件。

在本文中，我們將了解閃存在太空設(shè)備中的位置、該技術(shù)面臨的挑戰(zhàn)以及 Microchip 將帶來(lái)什么。

閃存對(duì)空間的好處

最近在電子空間應(yīng)用中流行的一種技術(shù)是閃存。

這項(xiàng)技術(shù)被視為有利于太空應(yīng)用的原因是閃存是非易失性的。在空間應(yīng)用的情況下，非易失性存儲(chǔ)器可能是有益的，因?yàn)榉且资源鎯?chǔ)器不需要備用電池來(lái)維持其狀態(tài)。

在像衛(wèi)星或宇宙飛船這樣的應(yīng)用程序中，每一克都很重要，并且需要的硬件越少越好。

閃存的高級(jí)應(yīng)用圖。圖片由Caramia 等人提供

與其他非易失性存儲(chǔ)器不同，閃存具有作為高密度設(shè)備的額外好處。這意味著，通過(guò)在太空應(yīng)用中使用閃存，設(shè)計(jì)人員可以在小體積內(nèi)確保高存儲(chǔ)容量。

最后，與硬盤(pán)內(nèi)存相比，閃存也更省電。同樣，該屬性在空間中至關(guān)重要，因?yàn)榭捎?a target="_blank">電源有限，設(shè)計(jì)人員理想情況下希望給定設(shè)備使用盡可能小的電池。

閃存對(duì)太空的挑戰(zhàn)

盡管閃存在太空應(yīng)用中有許多優(yōu)勢(shì)，但它仍面臨著一些嚴(yán)重的限制，阻礙了其廣泛采用。

閃存在太空中面臨的重大挑戰(zhàn)之一是其對(duì)輻射影響的固有敏感性。特別是，眾所周知，基于 NAND 的閃存特別容易受到單事件效應(yīng) （SEE） 和總電離劑量 （TID） 退化的影響，這會(huì)導(dǎo)致存儲(chǔ)數(shù)據(jù)的損壞和丟失。

據(jù)美國(guó)宇航局的研究人員稱(chēng)，這可歸因于傳統(tǒng) NAND 閃存單元的結(jié)構(gòu)，該單元將許多晶體管串聯(lián)堆疊，使其本質(zhì)上對(duì)總劑量照射引起的柵極閾值變化更加敏感。

三星 KM29N16000 的示例 NAND 單元結(jié)構(gòu)。

解決此問(wèn)題的一種方法是讓許多閃存設(shè)備利用諸如糾錯(cuò)碼 （ECC） 算法之類(lèi)的工具來(lái)檢測(cè)和糾正內(nèi)存錯(cuò)誤。空間級(jí)閃存需要復(fù)雜的 ECC，需要更大的區(qū)域和計(jì)算開(kāi)銷(xiāo)。有些人甚至認(rèn)為，為了提高閃存對(duì)輻射的耐受性，有必要重新考慮設(shè)備架構(gòu)。

Microchip 的 SuperFlash 技術(shù)

最近，Microchip 宣布已擴(kuò)展其耐輻射、商用現(xiàn)貨設(shè)備系列，包括其 SuperFlash 技術(shù)。

這款名為SST26LF064RT的新產(chǎn)品是一款耐輻射串行四通道 I/O 閃存器件，專(zhuān)為惡劣的空間應(yīng)用而設(shè)計(jì)。據(jù)稱(chēng)，與傳統(tǒng)的疊柵架構(gòu)相比，該器件采用全新的專(zhuān)有分裂柵單元架構(gòu)，可提高性能、數(shù)據(jù)保留和可靠性。

SST26LF064RT 的功能框圖。

新架構(gòu)的一個(gè)重要結(jié)果是 SST26LF064RT 可以承受 50 千弧度的總 TID 以及 《 3.33E-14 次翻轉(zhuǎn)/比特天的單事件翻轉(zhuǎn)率。總之，這些在不耐受性方面的改進(jìn)使該設(shè)備能夠滿足太空要求。

根據(jù)數(shù)據(jù)表，該設(shè)備本身可以在最高 80 MHz 的頻率下運(yùn)行，同時(shí)可以承受多達(dá) 10，000 次循環(huán)和 20 年的數(shù)據(jù)保留估計(jì)。

Microchip 聲稱(chēng)，該設(shè)備非常適合在低地球軌道 （LEO） 等惡劣輻射環(huán)境中運(yùn)行的系統(tǒng)，其中保護(hù)數(shù)字存儲(chǔ)器至關(guān)重要。

總而言之，這種新設(shè)備似乎是保持太空技術(shù)進(jìn)步的有用步驟。