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

設計電子產(chǎn)品具有足夠的挑戰(zhàn)性，但在為太空設計電子產(chǎn)品時，挑戰(zhàn)變得更大。對輻射耐受性的要求通常會限制這些設計中組件的選擇，導致空間合格組件不如地面組件先進。

為了推動太空電子技術的發(fā)展，Microchip 宣布推出用于太空應用 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備中的位置、該技術面臨的挑戰(zhàn)以及 Microchip 將帶來什么。

閃存對空間的好處

最近在電子空間應用中流行的一種技術是閃存。

這項技術被視為有利于太空應用的原因是閃存是非易失性的。在空間應用的情況下，非易失性存儲器可能是有益的，因為非易失性存儲器不需要備用電池來維持其狀態(tài)。

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

閃存的高級應用圖。圖片由Caramia 等人提供

與其他非易失性存儲器不同，閃存具有作為高密度設備的額外好處。這意味著，通過在太空應用中使用閃存，設計人員可以在小體積內(nèi)確保高存儲容量。

最后，與硬盤內(nèi)存相比，閃存也更省電。同樣，該屬性在空間中至關重要，因為可用電源有限，設計人員理想情況下希望給定設備使用盡可能小的電池。

閃存對太空的挑戰(zhàn)

盡管閃存在太空應用中有許多優(yōu)勢，但它仍面臨著一些嚴重的限制，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 （SEE） 和總電離劑量 （TID） 退化的影響，這會導致存儲數(shù)據(jù)的損壞和丟失。

據(jù)美國宇航局的研究人員稱，這可歸因于傳統(tǒng) NAND 閃存單元的結構，該單元將許多晶體管串聯(lián)堆疊，使其本質上對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 單元結構。

解決此問題的一種方法是讓許多閃存設備利用諸如糾錯碼 （ECC） 算法之類的工具來檢測和糾正內(nèi)存錯誤。空間級閃存需要復雜的 ECC，需要更大的區(qū)域和計算開銷。有些人甚至認為，為了提高閃存對輻射的耐受性，有必要重新考慮設備架構。

Microchip 的 SuperFlash 技術

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

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，專為惡劣的空間應用而設計。據(jù)稱，與傳統(tǒng)的疊柵架構相比，該器件采用全新的專有分裂柵單元架構，可提高性能、數(shù)據(jù)保留和可靠性。

SST26LF064RT 的功能框圖。

新架構的一個重要結果是 SST26LF064RT 可以承受 50 千弧度的總 TID 以及 《 3.33E-14 次翻轉/比特天的單事件翻轉率。總之，這些在不耐受性方面的改進使該設備能夠滿足太空要求。

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

Microchip 聲稱，該設備非常適合在低地球軌道 （LEO） 等惡劣輻射環(huán)境中運行的系統(tǒng)，其中保護數(shù)字存儲器至關重要。

總而言之，這種新設備似乎是保持太空技術進步的有用步驟。