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Für die Raumfahrt

Die ersten parallelen 1- und 2-Mb-FRAMs

19. Juni 2024, 6:10 Uhr | Heinz Arnold

Im Vergleich zu anderen nichtflüchtigen Speichern bieten die neuen FRAMs von Infineon einen schnelleren Speicherzugriff, eine bessere Datensicherheit und eine geringere Energieaufnahme.

Infineon erweitert seine strahlungsfesten FRMAs um die branchenweit ersten Typen mit einer Speicherkapazität von 1 und 2 Mbit und parallelen Schnittstellen.

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Die nichtflüchtigen ferroelektrischen RAMs (FRAMs) zeichnen sich durch gute Zuverlässigkeit und Ausdauer aus, einschließlich bis zu 120 Jahren Datenhaltbarkeit bei 85 °C sowie Random-Access- und vollständigem Memory-Write bei Busgeschwindigkeiten. Die FRAM-ICs von Infineon sind inhärent strahlungsfest. Die Technologie eignet sich deshalb für die wachsenden Anforderungen in der Raumfahrt, in der bisher langsamere, weniger robuste EEPROM-Speicherbauteile eingesetzt werden.

Die FRAMs von Infineon kommen bereits in Satelliten, in Instrumenten im Mars Rover und in Weltraumteleskopen zum Einsatz, was höchste Zuverlässigkeit auch unter den widrigsten Bedingungen erfordert.

Im Vergleich zu alternativen Speicher-ICs bieten die neuen FRAMs einen schnelleren Speicherzugriff, eine bessere Datensicherheit mit sofortiger nichtflüchtiger Schreibtechnologie und einen geringen Energiebedarf mit einer sehr niedrigen Programmierspannung von bis zu 2 V sowie einem maximalen Betriebsstrom von 10 mA.

»Immer mehr Raumfahrtanwendungen sind so konzipiert, dass sie Daten direkt im System und nicht über Telemetrie am Boden verarbeiten. Dadurch steigt die Nachfrage nach nichtflüchtigen Speichern mit höherer Zuverlässigkeit, die mit Space-Grade-Prozessoren und FPGAs zur effektiven Messwerterfassung zusammenarbeiten«, sagt Helmut Puchner, Vice President, Fellow Aerospace and Defense bei Infineon Technologies. »Infineon hat 2022 die ersten SPI-FRAMs für diesen Markt vorgestellt, und wir haben uns zum Ziel gesetzt, hochzuverlässige und flexible Speicher-ICs für die Anforderungen in der Raumfahrtanwendungen der nächsten Generation liefern.«

Die strahlungsfesten FRAMs von Infineon eignen sich, um die Daten von Sensoren und Instrumenten zu speichern, um Kalibrierungsdaten zu protokollieren, Schlüssel in der Datenverschlüsselung sicher zu speichern und um Boot-Code abzulegen.

Die FRAMs finden nicht nur in der Raumfahrt Einsatz, sondern auch in der Luftfahrt und in weiteren Einsatzbereichen, die Temperaturen im militärischen Bereich von -55 °C bis 125 °C erfordern.

Wie bei der SPI-Variante führt die chemische Zusammensetzung der neuen FRAMs mit paralleler Schnittstelle zu guten nichtflüchtigen Speichereigenschaften, einschließlich der Momentanschaltung des atomaren Zustands anstelle einer eingefangenen Ladung zur Programmierung von Bits in EEPROM-Technologien. Deshalb sind FRAMs inhärent immun gegen Soft-Errors und Magnetfeld- oder Strahlungseffekte. Für die Verwaltung der Page-Grenzen ist keine Software erforderlich, und die fast unendliche Ausdauer (10¹³ Schreibzyklen) bedeutet, dass kein Wear-Leveling notwendig ist. Die parallelen, für QML-V qualifizierten ICs sind in einem 44-poligen Keramik-TSOP-Gehäuse untergebracht und haben eine gute Strahlungsleistung: Die Total Ionisation Dose Radiation (TID) liegt bei über 150 Krad (SI), der Single-Event-Effect-Wert (SEL) bei über 96 MeV·cm²/mg @115°C.

Das komplette Portfolio an nichtflüchtigen strahlungsfesten FRAMs – einschließlich der 2-Mbit-SPI sowie der parallelen 1- und 2-Mbit-Typen – steht ab sofort zur Verfügung.