L’exploration spatiale suscite un intérêt croissant grâce à des missions passionnantes telles que la très attendue mission Artemis II, les récents atterrissages réussis sur la Lune avec les missions JAXA SLIM et Chandaaryan-3, ainsi que les nouveaux déploiements en orbite terrestre basse (LEO).

Dans ces environnements extrêmes, les concepteurs ont besoin de composants électroniques répondant à des normes strictes de fiabilité et d’immunité aux rayonnements cosmiques. Ces avancées ouvrent la voie à de nouvelles découvertes et à une exploration plus approfondie de notre univers.

Pour répondre à ce besoin, Microchip Technology a lancé le SAMD21RT, un microcontrôleur (MCU) 32 bits tolérant aux radiations (RT) basé sur Arm Cortex-M0+ dans un boîtier en céramique et plastique à 64 broches avec 128 Ko de mémoire Flash et 16 Ko de SRAM.

Le SAMD21RT est conçu pour les applications dans des espaces restreints où la taille et le poids sont cruciaux. Ce microcontrôleur, disponible dans un boîtier compact de 10 mm × 10 mm, fonctionne jusqu’à 48 MHz et offre des performances élevées pour les environnements difficiles. Il intègre des fonctions analogiques telles qu’un convertisseur analogique-numérique (ADC) avec jusqu’à 20 canaux, un convertisseur numérique-analogique (DAC) et des comparateurs analogiques.

Le SAMD21RT s’appuie sur la famille existante de microcontrôleurs SAMD21 de Microchip, largement utilisée dans les marchés industriels et automobiles. En adoptant une approche « Commercial-Off-The-Shelf (COTS) », la conception reste compatible avec le brochage du SAMD21 commercial, simplifiant ainsi la transition vers un dispositif tolérant aux radiations. Microchip propose une solution système complète pour les applications spatiales, avec divers dispositifs pouvant être conçus autour du SAMD21RT, offrant une flexibilité à tous les niveaux de qualification.

Pour résister aux environnements difficiles, notamment aux rayonnements et aux températures extrêmes, le SAMD21RT peut fonctionner à des températures allant de −40 °C à 125 °C.

En ce qui concerne la tolérance aux rayonnements, il est capable de supporter une dose ionisante totale (TID : « Total Ionizing Dose ») jusqu'à 50 krad et montre une immunité à l’effet de « Single Event Latch-up (SEL) » jusqu'à 78 MeV.cm²/mg.

Microchip propose une solution système complète pour les applications spatiales avec de nombreux dispositifs pouvant être conçus autour du microcontrôleur SAMD21RT, notamment :
  • Des FPGA,
  • Des dispositifs de puissance et discrets,
  • Des produits mémoire,
  • Des interfaces de communication
  • Des oscillateurs offrant une large gamme d'options à tous les niveaux de qualification…

« L'avantage de travailler avec Microchip est que nous avons l'expérience, les connaissances et la capacité nécessaire pour réaliser la conception et les tests en interne pour nos dispositifs tolérants et endurcis aux radiations », a déclaré Bob Vampola, vice-président de l'unité commerciale aérospatiale et défense de Microchip. « Nous continuons d'introduire des technologies plus récentes comme Ethernet, l'IA (Intelligence Artificielle) et le ML (« Machine Learning » def. : « auto-apprentissage par les machines »), qui ont évolué sur les marchés commerciaux et industriels. Nous améliorons leurs performances en tenues aux rayonnements, pour répondre aux besoins des missions spatiales. Nous continuons également à fournir des performances de calculs plus élevées et à intégrer des technologies plus récentes dans des boîtiers plus petits, réduisant ainsi le poids et la taille. »

Le SAMD21RT basse consommation propose des modes basse consommation tels qu’un mode « idle » et un mode « standby », ainsi que des périphériques indépendants du cœur CPU, capables d’opérer en parfaite autonomie, même en mode basse consommation.

Les autres périphériques incluent un contrôleur d'accès direct à la mémoire (DMAC) à 12 canaux, un système d'événements à 12 canaux, divers « timers »/compteurs de contrôle (TCC), un compteur de temps réel (RTC) 32 bits, un « watch-dog » (WDT) et une interface USB 2.0.

Les options de communication incluent des contrôleurs de communications séries configurables (SERCOMs), prenant en charge l’I2C, le SPI et le LIN.

Avec des dizaines de milliers de pièces en orbite, Microchip a joué et continue de jouer un rôle important dans l’histoire de l’exploration spatiale qui est essentiel aux missions d’aujourd’hui et de demain. Ses produits sont en route vers la Lune dans le cadre du programme Artemis et contribuent au succès du Space Launch System, d'Orion Spacecraft, de Lunar Gateway, de Lunar Lander et des combinaisons spatiales de nouvelle génération.

Microchip Technology