NEC와 바카라 커뮤니티 (이하 AIST)는 AIST와 다른 사람들이 홍보하는 개방형 혁신 허브입니다tia(주 1)를 사용하여 바카라의 고유 한 금속 원자 전송 스위치 "Nanobridge (R)"기술은 우수한 방사선 저항을 갖는 기술에 Space에서 사용하기 위해 바카라의 고유 한 금속 원자 전송 스위치가 장착되어 있습니다FPGA (NB-FPGA)(참고 2)개발되었습니다
현재 FPGA (SRAM Type FPGA,참고 3)는 인공 위성과 같은 우주 환경에서 방사선의 영향으로 인해 오작동 문제가 발생했습니다 한편 바카라는 기존 FPGA보다 10 배 더 많은 전력 효율성과 우수한 방사선 저항을 제공합니다
바카라는 이제 일본 항공 우주 탐사 기관 (이하 jaxa)과 협력하여 개발 된 NB-FPGA를 사용하여 가혹한 지상 방사선 환경에서의 운영을 시연했습니다 결과적으로, 우리는 방사선 전후에 Nanobridge가 켜져 있지 않음을 확인했습니다 이를 통해 NANOBRIDGE는 SRAM에 비해 1/100 미만의 방사선으로 인해 오류를 생성 할 수 있으며 높은 방사선 저항성과 초 전력 소비를 결합한 LSI를 달성 할 수 있다고 생각합니다
NB-FPGA는 NEDO의 초저 전압 장치 프로젝트 결과를 활용하여 저탄소 사회를 실현했으며 NEC와 바카라는 TIA의 반도체 제조 장비를 사용하여 고체 전해질 재료를 포함한 각 Nanobridge 구성 요소 (그림 1)를 공동으로 개발했습니다 NB-FPGA는 TIA의 개방형 혁신의 업적 중 하나입니다
바카라 및 JAXA는 2018 년에 출시 될 "혁신적인 위성 기술 데모 장치 1"에 NB-FPGA를 설치하여 실용성과 신뢰성을 확인할 계획입니다
위성에 사용되는 장비에는 높은 신뢰성이 필요하지만 우주에서 강한 방사선의 영향은 회로 오작동을 유발하며, 이는 단일 이벤트 현상이라고합니다 마찬가지로, 방사선으로 인한 문제의 발생은 지상의 통신 장비에서도 어려운 일입니다 예를 들어, 방사선이 LSI에 들어가면 반도체 기판에서 전하가 생성되어 전하가 있는지 여부에 따라 정보를 저장하는 SRAM에 문제가 발생하여 회로 정보가 다시 작성됩니다
바카라는 고체 전해질에 형성된 금속 (구리) 원자의 가교의 존재 또는 부재를 사용하여 신호를 켜고 끄는 것을 사용합니다 (그림 1) ON/OFF 상태는 전압이 꺼지는 경우에도 유지됩니다 바카라에서 금속 원자의 가교는 방사선에 의해 생성 된 전하의 영향을받지 않기 때문에, 방사선이 날아가는 우주 환경에서도 NB-FPGA 회로의 재 작성 가능성은 매우 낮아서 높은 신뢰성을 달성합니다
Jaxa의 데모 테마 : "궤도에서 공간 저항성 환경 성능 평가"(주 4)에서 NB-FPGA는 2018 년에 출시 될 최초의 혁신적인 위성 기술 데모 장치에 설치되어 실용성과 신뢰성을 확인합니다 우리는 카메라로 찍은 이미지를 가혹한 공간 환경에서 NB-FPGA를 사용하여 압축하고 전송하는 데모 실험을 수행 할 계획입니다
우주에서 위에서 언급 한 시연 실험을 준비하기 위해, 우리는 이제 지상에서 평가했으며 NB-FPGA가 우주에서 높은 방사선 저항을 달성 할 것임을 발견했습니다
이 평가에 사용 된 NB-FPGA의 기능은 다음과 같습니다
- 4 회로에서 종래의 FPGA에 사용되는 4 개의 입력lut(주 5)를 채택함으로써 호환성과 사용 편의성이 향상됩니다 8,000 LUT가 64 x 64 셀 칩에 설치됩니다 (우주에서의 데모 실험에서 이미지 압축에 필요한 37,000 개의 LUT가 NB-FPGA에서 구현됩니다)
- 바카라 Switch3- 터미널 구조(참고 6)로 설정하면 끄기 상태의 스위치의 신뢰성이 향상됩니다 하나의 NB-FPGA에는 최대 5 천 5 백만 스위치가 포함되어 있으며 신호 스위칭 및 LUT 메모리에 사용됩니다
바카라는 우주에서의 데모 실험 결과에 따라 매우 신뢰할 수있는 FPGA를 실질적으로 사용하는 것을 목표로합니다 첫째, 차량 내 장비, 로봇,커뮤니케이션 장비(주 7)에 적용 할 제품에 실질적인 사용을 계속할 것이며, 우리의 실적을 바탕으로 인공 위성 설치를위한 연구 개발을 계속 수행 할 것입니다