在商業(yè)航天及特種工業(yè)控制領域，微控制器單元（MCU）的抗輻射性能與系統(tǒng)可靠性直接關系到設備在極端環(huán)境下的運行效能。國科安芯AS32S601系列MCU基于自主RISC-V架構，其180MHz(AS32S601)的工作頻率與抗輻射加固設計，為航天器電源管理、工業(yè)機器人運動控制及車載電子控制單元等應用場景提供了可靠的技術解決方案。

一、核心技術體系

1.1 自主RISC-V架構技術體系

該系列MCU采用開源RISC-V指令集架構，構建從核心處理器到編譯工具鏈的完整自主技術生態(tài)。雙核鎖步架構通過實時校驗機制實現(xiàn)指令級冗余容錯，滿足ISO 26262標準ASIL-B功能安全等級要求?；?5nm工藝制程實現(xiàn)的180MHz主頻，其單周期指令執(zhí)行效率達到1.9DMIPS/MHz，與同類國際產品性能參數(shù)基本持平。

1.2 抗輻射加固設計

針對空間輻射環(huán)境特性，采用創(chuàng)新性單粒子效應防護設計，其單粒子鎖定閾值(SEL)≥75MeV·cm2/mg，單粒子翻轉截面(SEU)≥75Mev·cm2/mg。通過三維電荷收集模型優(yōu)化與敏感節(jié)點加固技術，實現(xiàn)總電離劑量(TID)耐受能力≥100krad(Si)，可在高能粒子輻照環(huán)境下保持穩(wěn)定運行。

二、可靠性保障機制

2.1 多層次防護架構

系統(tǒng)集成四維防護體系：單粒子翻轉(SEU)加固單元防止數(shù)據(jù)異常，單粒子鎖定(SEL)抑制電路阻斷寄生電流，瞬態(tài)脈沖濾波模塊消除信號干擾，以及HBM模式ESD保護結構實現(xiàn)±4kV靜電防護。各防護單元采用獨立供電域設計，有效規(guī)避級聯(lián)失效風險。

2.2 寬溫域適應性

基于深阱隔離工藝與溫度補償電路設計，器件在-55℃至125℃工作溫域內保持±1.5%時鐘精度。存儲器單元配置ECC糾錯機制，SRAM單元刷新周期可自適應溫度變化動態(tài)調整，確保極端溫度條件下的數(shù)據(jù)完整性。

三、AS32S601技術參數(shù)

該MCU采用RV32IMAFDC指令集架構，集成雙核鎖步RISC-V處理器，配備2MB帶ECC校驗的Flash存儲單元與512KB SRAM。外圍接口支持CAN FD(5Mbps)、MIL-STD-1553B(4Mbps)及10/100M以太網通信協(xié)議，集成12位ADC(1MSPS)與8位DAC模塊。電源管理系統(tǒng)支持2.7V-5.5V寬電壓輸入，靜態(tài)功耗控制在150μA@32kHz運行模式。

四、應用驗證

目前該系列產品已經在多家商業(yè)航天設計公司和方案商進行驗證測試，部分廠家已通過測試，后續(xù)進行項目批量應用。

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AS32S601是國科安芯研制的一款基于RISC-V架構MCU芯片，具有完全自主可控、高安全、接口豐富等特點。支持雙核鎖步架構，支持RV32IMAFDC或者RV32G指令集，主頻高達180MHz，支持CANFD、以太網、PWM、ADC、ACMP、DAC等接口。通過AEC-Q100車規(guī)認證，滿足ASIL-B功能安全等級，芯片設計、生產、封裝、測試、認證等全流程國產化并提供國產化證明。采用先進抗輻照加固設計，可應用于商業(yè)航天、軍工等高安全需求場景。

審核編輯 黃宇