為滿足宇航型號對大規(guī)模、高性能、高可靠、高安全FPGA應(yīng)用需求，北京微電子技術(shù)研究所提供以7系列FPGA為核心的宇航用整體解決方案，主要器件包括宇航用7系列FPGA、動態(tài)重構(gòu)刷新電路、配置存儲器、電平轉(zhuǎn)換電路以及外圍接口等。

宇航用7系列FPGA產(chǎn)品譜系

宇航用7系列FPGA產(chǎn)品支持最高工作頻率為800MHz，內(nèi)部包含可編程邏輯模塊、DSP單元、塊存儲單元、高速串行接口、PCIe等豐富的邏輯資源和IP核資源，能夠滿足高、中、低等各種資源數(shù)量的應(yīng)用需求，適用于圖像處理、高帶寬傳輸、復(fù)雜加解密算法等應(yīng)用場景。

在可靠性方面，采用了高可靠陶瓷植柱封裝，在電、熱、耐濕、機械特性和耐腐蝕方面都具備顯著優(yōu)勢；

在安全性方面，從器件自身上解決了進口7系列FPGA產(chǎn)品存在的“StarBleed”安全漏洞，提高了國產(chǎn)高端FPGA芯片的安全性；

在兼容性方面，做到了與國外同類型產(chǎn)品軟硬件全兼容，用戶使用便利。

動態(tài)重構(gòu)刷新電路

為了解決SRAM型FPGA在空間環(huán)境中應(yīng)用的單粒子效應(yīng)問題，北京微電子技術(shù)研究所專門研制了BM501-004RBB，該電路是一款具有刷新和動態(tài)重構(gòu)功能的在軌維護控制器，從系統(tǒng)級提升宇航產(chǎn)品的抗翻轉(zhuǎn)能力。

1、支持的FPGA器件型號更多：BM501-004RBB支持BQVR、BQR2V、BQR5V、BQR7V、BQR7K 系列 FPGA以及與國內(nèi)外同類型號的FPGA。

2、支持的碼流壓縮效率更高：BM501-004RBB支持配置存儲器存儲壓縮碼流對FPGA進行配置和刷新，碼流文件壓縮率與FPGA代碼工程相關(guān)：碼流文件壓縮率40%以下，部分簡單功能碼流文件壓縮率可達5%以下。BM501-004RBB支持壓縮功能，極大地節(jié)省了配置存儲器空間從而節(jié)省了電路板物料成本，在碼流上注時還可以大幅縮短上注時間。

3、支持的接口通信速率更快：BM501-004RBB支持UART接口、SPI接口接收工作模式控制幀、FPGA指令配置控制幀、FLASH 重構(gòu)數(shù)據(jù)幀、FLASH操作控制幀，并通過UART或SPI接口返回狀態(tài)信息。UART接口支持最高波特率1280000bps，上注速率較國內(nèi)同類型產(chǎn)品提升10倍。

配置存儲器

B17V64RQC是一款采用反熔絲技術(shù)的一次可編程FPGA配置存儲器， 設(shè)計容量為64Mbit， 支持BQR7V、BQR7K系列FPGA和國外同類型號FPGA的配置和刷新。采用全正向設(shè)計技術(shù)，基于我所高可靠的抗輻射加固設(shè)計平臺和成熟的反熔絲工藝，具備極高的抗輻射性能。芯片的FPGA配置部分功能性能與國外同類產(chǎn)品兼容，采用相同的封裝形式，可插拔替代。

電平轉(zhuǎn)換電路

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BM2715MB、BM2716MB分別為16通道、32通道雙電源總線收發(fā)電路，具備三方面優(yōu)點。

1封裝體積小：BM2715MB、BM2716MB分別采用了CBGA80、CBGA100封裝，尺寸分別為10mm*10mm、11mm*11mm。

2轉(zhuǎn)換電平范圍寬：雙電源總線收發(fā)器以A端口輸入/輸出1.5V/1.8V/2.5V/3.3V電平標準，B端口輸入/輸出1.8V/2.5V/3.3V/5V電平標準；8個通道為一組，每組提供DIR方向控制和OE使用控制。

3驅(qū)動能力強：輸出驅(qū)動能力可調(diào)，2.5V/3.3V/5V驅(qū)動能力12mA/24mA，1.5V/1.8V驅(qū)動能力8mA/16mA。

高速串行收發(fā)器

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BLK2711MQRH/BLK2711CBRH是一款單粒子加固吉比特串行收發(fā)器電路，采用了CQFP68、CBGA80兩種封裝。該電路實現(xiàn)數(shù)據(jù)串行與并行轉(zhuǎn)換，支持數(shù)據(jù)傳輸速率范圍為1.6Gbps～2.5Gbps，與國外同類產(chǎn)品完全兼容，可用于飛行控制系統(tǒng)、衛(wèi)星通信、天基成像等航空航天領(lǐng)域。

編輯：黃飛