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Mit Spannungsüberwachung

Referenz-Design für Space-Grade Versal AI Edge Adaptive SoC

22. Juli 2024, 8:46 Uhr | Iris Stroh

Renesas Introduces Power Management with Voltage Monitoring Solution for Space-Grade AMD Versal AI Edge Adaptive SoC

Renesas Electronics stellt ein vollständig weltraumqualifiziertes Referenzdesign für den AMD Versal AI Edge XQRVE2302 Adaptive SOC vor.

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Das in Zusammenarbeit mit AMD entwickelte Referenzdesign ISLVERSALDEMO3Z von Renesas integriert weltraumtaugliche Schlüsselkomponenten für das Powermanagement. Es ist auf kosteneffektive AI-Edge-Lösungen ausgelegt und bietet sowohl strahlungsfeste als auch strahlungstolerante Lösungen im Kunststoffgehäuse. Das Referenzdesign wurde speziell entwickelt, um einen weiten Bereich von Spannungsversorgungen für die nächste Generation von Weltraum-Avioniksystemen zu unterstützen, die enge Spannungstoleranzen, hohe Ströme und einen hohen Wirkungsgrad benötigen.

Das neue Powermanagement-Referenzdesign ISLVERSALDEMO3Z ist vollständig qualifiziert und ermöglicht eine einfache Integration in Satelliten-Nutzlastarchitekturen. Es beinhaltet eine PMBus-Schnittstelle, die Anwendern die Kontrolle über Fehlerverhalten, Schutzstufen und die Regelung der Ausgangsspannung ermöglicht. Das neue Referenzdesign bietet zudem das Auslesen von Telemetriedaten von internen Signalen zur Systemdiagnose. Es ist das einzige Powermanagementdesign der Branche mit digitalem Wrapper zur optimierten Informationsübertragung, das weltraumqualifiziert ist. Die Lösung für die Core-Spannung dieses Referenzdesigns ist im Hinblick auf die Ausgangsleistung einfach zu skalieren. Damit lassen sich die Investitionen der Kunden in Entwicklung und Qualifizierung über die Zeit optimieren.

Da die Anzahl der LEO-Satelliten (Low-Earth Orbit) zunimmt, steigt der Bedarf an kostengünstigen weltraumqualifizierten Systemen rapide an. Kunden, die sich traditionell mit der SWaP-Minimierung (Größe, Gewicht und Leistungsaufnahme) konfrontiert sahen, sind nun auch an Kostenreduzierung (SWaP-C) interessiert. Das neue Powermanagement-Referenzdesign ISLVERSALDEMO3Z von Renesas adressiert alle diese Faktoren auf optimale Weise. Weltraumfahrtqualifizierte Kunststoffkomponenten reduzieren Größe, Gewicht und Kosten, während GaN-FETs den höchsten Wirkungsgrad ermöglichen.

Der neue Versal AI Edge Adaptive SoC wandelt die Sensorrohdaten in verwendbare Informationen um. Damit eignet sich der XQRVE2302 ideal für Anomalie- und Bilderkennungsanwendungen. Er zeichnet sich durch eine fast 75 Prozent kleinere Bestückungsfläche sowie Energieeinsparung gegenüber der vorherigen Generation des XQRVC1902 aus. Integriert ist zudem die verbesserte AMD AI Engine (AIE) technology, bekannt als AIE-ML, die für ML-Anwendungen (Machine Learning) optimiert wurde. Im Gegensatz zum Mitbewerb unterstützt der neue SoC eine unbegrenzte Anzahl an Umprogrammierungen.

Das neue Powermanagement-Referenzdesign ISLVERSALDEMO3Z von Renesas besteht aus Powermanagementbauteilen, die auf ihre Widerstandsfähigkeit gegen hohe Strahlungspegel getestet und verifiziert wurden. Dazu gehören PWM-Controller (Pulse Width Modulation), GaN-FET-Halbbrückentreiber, POL-Regler (Point-of-Load) und Powersequenzer. Diese Bausteine kommen in einem kompakten Gehäuse, so dass die Core-Spannungsversorgung nur 67 mm2 auf der Platine benötigt.

Ebenfalls lässt sich das ISLVERSALDEMO3Z nahtlos mit dem Spannungsüberwachungs-Referenzdesign ISL71148VMREFEV1Z mit 14-Bit-Auflösung kombinieren, um alle 11 Core-Spannungen des Versal AI Edge Adaptive SOC genau zu überwachen. Die hohe Auflösung ermöglicht eine zuverlässige Systemüberwachung. Der Baustein verfügt über ein Dual-Footprint-Layout, um sowohl weltraumqualifizierte Kunststoffgehäuse als auch hermetisch dichte Rad-Hard-Lösungen unterzubringen.