Microchip 基于 COTS 解決方案為太空應用開發了符合太空要求的以太網通信解決方案。

Microchip 首款符合太空要求的以太網收發器提供了衛星和其他航天器之間互操作性的可能性，所有這些都基于商用現貨 (COTS) 解決方案。應用范圍從運載火箭到衛星星座和空間站。

系統復雜性的增加導致了分布式架構的普及。對于分布式架構，連接總線的選擇對于滿足性能和可靠性要求至關重要。以太網越來越多地成為航空航天領域的選擇，旨在支持更高的數據速率。以太網協議在汽車和工業市場中也廣為人知，允許在各種空間應用之間產生一些協同作用。

“以太網連接被選為主要技術，例如連接由 NASA 推動的深空網關計劃的模塊，”Microchip 航空航天產品營銷經理 Nicolas Ganry 說。

“這是一個國際項目，不同的國家、航天工業參與者和機構將致力于開發以太網解決方案，”他說。“此類太空任務需要強大的輻射穩健性；這是選擇正確解決方案的主要標準。最重要的是，對于這項任務，需要采用陶瓷封裝的千兆流量解決方案才能達到 QMLV 認證級別。使此類陶瓷零件具有與塑料工業零件相同的性能水平，這是另一個挑戰。VSC8541RT Microchip 以太網收發器可提供卓越的輻射結果，同時提供具有航天級認證級別的高性能陶瓷封裝解決方案。”

航天器的工作條件取決于它的前進方向，因此工程師會仔細測試和選擇每輛車的電子部件。輻射是一個持續存在的環境問題。作為波或粒子，輻射可以通過多種方式影響電子設備。

“太空環境暴露在對任何電子設備都有一定影響的輻射效應中，”Ganry 說。

他列出了輻射最常見的后果：

• 單事件閂鎖 (SEL)，這是一種可以破壞電子設備的大電流事件
• 總電離劑量 (TID) 效應，其中離子的積累會導致閾值偏移、設備泄漏、時間變化和其他功能降低。
• 單事件擾亂，其中一個或多個功能位被擾亂，這可以改變任何電子活動的結果，最多......
• 單事件功能中斷（SEFI），即設備的功能中斷

“耐輻射電子設備比商用現成設備更強大，因為必須對其進行修改以支持太空應用，”Ganry 說。“耐輻射設備是閂鎖式的，對輻射免疫且無損，支持 30 Krad 到 100 Krad 之間的劑量率。對設備進行了完整的 SEU 效應表征，以便在錯誤發生時給出錯誤發生和減輕錯誤干擾的元素。”

新型 VSC8541RT 收發器是具有 GMII、RGMII、MII 和 RMII 接口的單端口千兆以太網 PHY。VSC8541RT 具有高達 78 MeV 的閂鎖免疫能力；TID 已通過高達 100 Krad 的測試。VSC8540RT 具有相同的輻射容差封裝，比特率性能有限，只有 100 MB，還提供合格的塑料和陶瓷版本，為目標任務提供性能和成本可擴展性（圖 1）。

Microchip 的 EcoEthernet v2.0 技術支持 IEEE 802.3az 節能以太網 (EEE) 和節能功能。VSC8541RT 器件優化了功耗，并具有 LAN 喚醒 (WoL) 電源管理機制，可使用指定的魔術包將 PHY 退出低功耗狀態。

圖 1：VSC8541RT 收發器框圖

除了 Microchip VSC8541RT 耐輻射以太網收發器的新樣品外，該公司還獲得了新的 SAM3X8ERT 耐輻射微控制器的最終認證。抗輻射 SAM3X8ERT MCU 采用廣泛部署的 Arm Cortex-M3 核心處理器實現片上系統 (SoC)，提供 100-DMIPS 的優勢，與工業版本相同的生態系統（圖 2）。

圖 2：SAM3X8ERT 耐輻射微控制器框圖

“尋求不那么具體的空間解決方案是降低開發成本和縮短設計交付時間以縮短上市時間的趨勢，”Ganry 說。“Microchip 帶有嵌入式以太網控制器的 SAM3XE8RT 微控制器與以太網收發器 VSC8541RT 相結合，為空間應用提供了經過充分驗證的以太網點對點解決方案。除了這些關鍵優勢之外，以太網——得益于交換機功能——可以支持對越來越多的高數據速率空間應用的高帶寬分布式架構需求。Microchip 期待在這個方向上擴展太空以太網抗輻射系統解決方案，以充分利用經過驗證的知名技術。”

為了支持設計流程并加快上市時間，開發人員可以將用于 SAM3X8ERT 的商用 Arduino Due 套件與用于 VSC8541RT 的 VSC8541EV 評估板結合使用。基于 COTS 的空間級處理提供了正確的性能和資格級別，以滿足不斷變化的需求，尤其是在低地球軌道和深空應用中。

審核編輯：劉清