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新加坡南洋理工大学研发“智能芯片”保护卫星免收辐射损害

辐射防护 辐射损害
发布:2020-10-27 14:42:32     来源:EurekAlert

由于新加坡南洋理工大学研究人员开发的一项创新技术,一种能够保护卫星免受辐射损害的“智能芯片”可以使未来的卫星携带更先进的设备,并且制造成本更低。

NTU的Joseph Chang教授(中心)在NTU卫星研究中心与ZES首席技术官Shu Wei博士(右)和Chong Song Siong博士(左)共同持有可以保护电子组件免受辐射损坏的新型ZES智能芯片。

由NTU开发的智能芯片由电气与电子工程学院的Joseph Chang教授领导的团队构建,可以检测进入的重离子辐射,并有可能对电子设备造成严重损坏。

当检测到辐射的影响(称为单事件闩锁)时,智能芯片会安全地关闭卫星中的其他电子设备,并在危险过去后将其重新打开。芯片本身经过了硬化处理,可以防止重离子辐射,并且在整个事件过程中都可以保持“清醒”状态。

它被称为闩锁检测和保护(LDAP)芯片,现在由零误差系统(ZES)商业化,零误差系统(ZES)是由NTU的创新和企业公司NTUitive孵化的一家新兴公司。LDAP技术最近获得了两项专利,并已在回旋加速器中进行重离子测试,回旋加速器是一种产生辐射粒子的粒子加速器。

该芯片已作为辐射防护电路的一部分安装在日本九州理工学院为日本,巴拉圭和菲律宾制造的三颗微卫星中,预计将于2021年首次发射升空。

张教授解释说,他们保护卫星免受辐射损害的新方法不同于传统方法,传统方法对卫星的每个组件都使用经过辐射硬化的太空级电子设备。这是昂贵的,使卫星更重,并且减少了对经过“试用和测试”的上一代组件的选择。

ZES的创始人兼技术顾问Chang教授说:“通过使用我们的LDAP芯片,卫星制造商现在可以使用最新的消费级电子产品(例如用于移动电话的电子产品)来制造卫星。”

ZES首席技术官兼联合创始人舒伟博士说:“消费级电子产品更轻,更紧凑,成本仅为价格的一小部分,并且比辐射硬化组件要复杂得多。”

舒博士说:“将ZES技术与先进的消费级电子技术相结合,将有助于提高将卫星和卫星星座发射到太空中的成本效益。”在加入ZES之前,他在大学担任研究科学家十年。

NTUitive临时首席执行官Alex Lin博士说:“我们很高兴成为ZES为将来的航天仪器和船只建造这一关键组件的旅程的一部分。ZES所做的工作将极大地促进我们探索太空的能力-下一个边界。”

ZES获得250万新元的扩展资金

ZES今天还宣布,它已成功筹集了250万新元的种子资金,其中包括空客创投,SEEDS Capital,Silicon Solution Ventures,NTU的战略研究创新基金,私人投资者和ZES创始人的投资。

ZES的联合创始人兼董事总经理Tang Pen San博士说,新资金将使这家初创公司迅速扩大其业务规模,并与国际客户合作,将他们的产品组合部署到太空和其他应用中,包括自我开发。驾驶高度自治的车辆。

邓博士说:“能够使用消费级电子产品改变了新太空产业的游戏规则。” “除了大幅降低成本外,最先进的消费级设备,如AI芯片和高性能现场可编程门阵列-一种可以在制造后针对不同应用进行重新编程的集成电路-还将提高功能和性能。这些新卫星。”

空中客车创投合伙人Mathieu Costes先生补充说:“在空中客车创投,我们很荣幸将ZES加入我们的全球创新太空系统产品组合。我们很高兴委托ZES创始团队,将令人印象深刻的新技术带给太空电子领域的挑战以及大型自动驾驶汽车,代表了我们在新加坡的第二笔交易。我们很高兴与我们的投资者集团一起,将新的卓越太空生态系统整合在一起。”

SEEDS Capital总经理Yeoff先生补充说:“ ZES使卫星制造商能够以当今成本的一小部分构建最先进的功能。我们认为ZES是新加坡充满活力的太空技术生态系统的有希望的补充,并期待支持公司在继续扩大业务规模方面的增长。”

Silicon Solution Partners(SSP)的创始合伙人兼首席执行官Ng先生表示:“ ZES在太空电子领域的产品路线图肯定会增值,以加快更复杂的数字信号处理(DSP)电子芯片组的部署。这将进一步增强我们在太空电子领域的新加坡高科技技术人才。”

即将到来的ZES-NTU卫星创新

在ZES的产品阵容中,NTU有两项新的创新正在开发中。

第一项创新是用于小型卫星组件的防辐射电源管理集成电路,与传统的负载点模块相比,该集成电路紧凑,可靠且效率更高。这将使电子组件最佳运行,而不会因重离子辐射而中断电源。

第二种产品是硅芯片制造商独特的辐射硬化“构件”,它将消除几乎所有由随机重离子引起的电子电路错误。

这被称为rad-hard标准单元库,在完全自动驾驶的汽车中非常重要,在这些汽车中,安全关键功能不会因软错误而受到损害,并且半导体可靠性至关重要。

超过50%的软错误发生是由于宇宙射线中的高能粒子改变了电子设备中存储的存储值,这破坏了电子设备中的硅核,从而导致了计算错误。

已知此类软错误会导致Internet服务器中断,网络路由器重置,并可能导致配备了现代电子设备的车辆发生不可预测的怪癖。

当前的关键任务系统(例如飞机电子设备)具有三重或四重冗余,以减少和减轻软错误的影响,但是这在空间,能耗和成本受到限制的自动驾驶汽车中是不可行的。

在Shu博士,联合创始人Juanda博士和Chong Kwen Siong博士的带领下,ZES引领着技术发展,现在ZES正在扩大其运营范围,并正在与合作伙伴合作为“新空间”行业设计技术。

NTU技术可用于构建新的辐射硬化电源管理集成电路,该技术也适用于个人移动设备市场,在这些市场中,减小尺寸和提高电子电路的可靠性至关重要。

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