Bei modernen FPGA-basierten Raumfahrtsystemen geht es nicht nur darum, Konfigurationsdaten zuverlässig zu speichern. Auch die Verwaltung mehrerer Bitstreams und die Möglichkeit, einen FPGA während einer Mission im Orbit neu zu konfigurieren, stellen besondere Anforderungen an die eingesetzte Speicher- und Boot-Architektur.
Genau hier setzt COMBO von 3D PLUS an. Im Interview auf der Space Tech Expo Europe 2025 erläutert Wissam Mouallem, Sales Director bei 3D PLUS, welche Anforderungen moderne FPGA-Generationen mit sich bringen und wie der Configuration Memory Boot Manager diese adressiert.
COMBO von 3D PLUS vereint die für das Booten SRAM-basierter FPGAs erforderlichen Hardware-Ressourcen in einem kompakten Modul. Der Configuration Memory Boot Manager wurde insbesondere für die AMD-XQR-Versal-Familie entwickelt und ermöglicht es, FPGA-Konfigurationsabbilder aus dem integrierten nichtflüchtigen Speicher bereitzustellen.
Über den initialen Bootvorgang hinaus unterstützt COMBO die Verwaltung mehrerer Konfigurationsabbilder einschließlich Funktionen zur Sicherung der Datenintegrität. Dadurch lassen sich unterschiedliche FPGA-Konfigurationen vorhalten und bei entsprechenden Missionsanforderungen auch während des Betriebs im Orbit neu laden.
Mit einem integrierten 16 Gb RT NAND Flash stellt COMBO die Speicherkapazität für mehrere umfangreiche FPGA-Konfigurations-Bitstreams bereit. Die Produktankündigung von 3D PLUS nennt darüber hinaus Betriebssystem-Images für eingebettete Prozessoren und die persistente Ablage weiterer Dateien.
Für Missionskonzepte mit mehreren Konfigurationsabbildern ist auch der Schutz eines sogenannten Golden Bitstreams relevant, den 3D PLUS als Produktfunktion aufführt. Wie viele Images sich tatsächlich im integrierten Speicher vorhalten lassen, hängt von der Größe der einzelnen Konfigurationsdateien ab.
COMBO ist als 483-Ball-BGA mit einem Raster von 1,27 mm ausgeführt. Das Modul benötigt eine Grundfläche von 32 × 32 mm und wiegt 22 g. 3D PLUS gibt einen Betriebstemperaturbereich von −40 bis +105 °C sowie Versorgungsspannungen von 1,2 V, 2,5 V und 3,3 V an.
Für die Strahlungsbewertung spezifiziert der Hersteller eine Total Ionizing Dose (TID) von mehr als 50 krad(Si) und einen SEL-LET-Schwellenwert von mehr als 62,5 MeV·cm²/mg. Diese Kennwerte sind bei der Auswahl und Integration des Moduls für die vorgesehene Missionsumgebung zu berücksichtigen.
Beim COMBO-Modul stehen das Boot-Management und die Verwaltung von Konfigurationsabbildern im Mittelpunkt. Mit MNEMOSYNE zeigt 3D PLUS einen anderen Teil der FPGA-Systemarchitektur: nichtflüchtige Speicherbausteine auf Basis strahlungsgehärteter STT-MRAM-Technologie. Im zweiten Interview spricht Wissam Mouallem über diese Speicherlösung und ihre Einsatzmöglichkeiten für FPGA-Konfigurationsdaten in Raumfahrtanwendungen.
Besuchen Sie unseren Co-Aussteller 3D PLUS vom 17. bis 19. November 2026 auf der Space Tech Expo Europe in Bremen, Halle 5, Stand F11. Sprechen Sie vor Ort mit den Experten von 3D PLUS über COMBO, FPGA-Boot-Architekturen und Konfigurationsspeicher für Raumfahrtanwendungen.
Auch die Kolleginnen und Kollegen von MSA Components und Hi-Rel Solutions by Steliau Technology stehen Ihnen dort als erweitertes Messeteam für technische Fragen und konkrete Projektgespräche zur Verfügung.
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