ZHCAFI4 July   2025 ISOS141-SEP , TMS570LC4357-SEP , TPS7H2140-SEP

 

  1.   1
  2.   摘要
  3.   商标
  4. 1引言:TI 航天级产品系列
  5. 2故障监测:测量关键要素
    1. 2.1 电流监测
    2. 2.2 电压比较和阈值检测
    3. 2.3 温度检测
  6. 3精密数据采集
  7. 4决策:从简单逻辑到智能控制
    1. 4.1 基于逻辑的决策路径
    2. 4.2 基于 MCU 的控制
  8. 5隔离和遏制:防止故障传播
  9. 6通过智能冗余确保电源可用性
    1. 6.1 基于二极管的冗余
  10. 7总结
  11. 8参考

引言:TI 航天级产品系列

TI 的航天级产品系列为 FDIR 实施方案提供了基础构建模块,包括用于电压、电流和温度检测、信号比较、决策逻辑、通信、切换和隔离的元件。这些器件可帮助设计人员打造能够自主识别故障并采取纠正措施的系统,同时确保设计简洁。

此外,TI 的部分航天级器件(如 TMS570LC4357-SEP)采用了 ISO 26262 等功能安全标准的设计原则和诊断功能。此类原则可有效地重新用于满足航天应用的严苛可靠性需求。

TI 可提供两种质量等级(如 图 1-1 所示)的航天级元件,以灵活实施多种任务:

  • 耐辐射 (-SEP):专为近地轨道 (LEO) 卫星设计,这类应用中成本效益和规模至关重要。此类产品至少可耐受 30krad 总电离剂量 (TID) 和 43MeV 线性能量传递 (LET),可抗单粒子闩锁 (SEL)。
  • 抗辐射 (-SP): 专为深空、载人航天、GEO/MEO 卫星和其他高可靠性任务而设计。此类器件遵循 QML-V 和 QML-P 等严格质量标准。"-SP" 型号的辐射耐受度可达 TID 50- 300 krad,SEL 抗扰度 ≥ 60 MeV·cm²/mg。
 TI 航天级产品图 1-1 TI 航天级产品

这两类产品均具备材料和工艺控制,以降低封装(例如锡晶须、键合线疲劳或释气)的风险。TI 提供各种质量等级的引脚兼容型号产品和现成文档,采用基于类目的产品策略,助力降低成本、风险并缩短上市时间。对于设计 FDIR 系统的工程师,TI 的航天级元件为确保在不影响性能的前提下成功完成任务奠定了可靠基础。

TI 长期供货 QML-V 产品,同时提供具有以下优势的塑料封装航天产品:

  • 引脚预先成型并修整到位,因此尺寸更小且更易于使用。
  • 耐辐射 (-SEP) 和抗辐射 (QML-P/QML-Y) 型号产品之间引脚兼容,使得研发工作可跨任务场景高效复用。
  • 更短的键合线可减少“封装寄生效应”,从而提高性能。
  • 更强的散热能力。

航天级元件具备一个重要特性,即遵循单一受控的基线制造流程,这意味着只允许使用单一晶圆制造厂、单一封装测试设施以及单一组材料。这与商业制造流程大不相同。例如,汽车市场要求 IC 供应商确保在任何给定的时间点提供大量产品。为了满足这一需求,IC 供应商通常会建立高度灵活的制造流程,其中多个晶圆制造厂以及封装测试厂均可服务于单一器件制造,并可利用该流程快速响应需求突增。此外,对于任何大批量销售的产品,都需要持续致力于提高产量和优化成本。预计随着时间的推移,以往通过认证或筛选的元器件与新采购的元器件在抗辐射性能方面将产生巨大差异。仅对商用元件筛选是否符合抗辐射要求与专门制造航天级器件之间存在显著差异。因此,通常只有航天级元件才能通过实际飞行验证。使用航天级组件所带来的长期财务和技术优势会随着时间推移呈指数级增长。