A 200 fokos megbízható működés eléréséhez nem elegendő a hagyományos félvezető eljárásokkal végzett árnyékolásra hagyatkozni. Ehelyett négy szintű -anyagok, eszközszerkezetek, áramkör-tervezés és csökkentett működés-szintű együttműködési megoldásra van szükség. A magas hőmérséklet-állóság aZT6206H magas hőmérsékletű-ARM processzora következő kulcsfontosságú technológiákra épül:
Először is, a magas-hőmérsékletű SOI (Silicon-on-Insulator) technológiát vagy a speciálisan passzivált ömlesztett szilícium technológiát alkalmazzák az ostyák gyártásához, hogy elnyomják a PN csomópont szivárgó áramát és a retesz-hatásokat. A Cortex-M4 mag esetében a statikus szivárgási áram 200 fokban két nagyságrenddel nagyobb lehet, mint a 25 fokosnál. A ZT6206H a magas hőmérsékletű statikus energiafogyasztást elfogadható tartományon belül szabályozza a küszöbfeszültség növelésével és a kút érintkezők elrendezésének optimalizálásával. Másodszor, a CQFP-t (Ceramic Quad Flat Package) választották ki a csomagoláshoz, amelynek hőtágulási együtthatója (CTE) megegyezik a PCB kerámia hordozók vagy fém{13}}maglemezek hőtágulási együtthatójával, megakadályozva a forrasztási kötések kifáradását és a magas hőmérsékleti ciklusok által okozott repedéseket. A kerámia üreg hermetikus védelmet is nyújt a forgács belsejének eróziója ellen, amelyet a nagy nyomású fúrólyuk nedvesség és hidrogén-szulfid gáz okoz.
A működési megbízhatóság szempontjából a processzor világos hőmérséklet-szegmentált üzemmóddal rendelkezik.
Tele-funkciótartomány (175 fok vagy annál kisebb):Fő frekvencia 80 MHz, minden periféria (beleértve a PLL, RTC, I²C, CAN) normálisan működik.
Lecsökkentett tartomány (175-200 fok):A főfrekvencia 16 MHz-re csökkent, néhány analóg és órajellel kapcsolatos perifériával (PLL, RTC, I²C, CAN) letiltva; azonban a mag, az SRAM, a flash memória, az SPI, az USART, az ADC, a DAC, a műveleti erősítők és a komparátorok továbbra is működőképesek maradnak.
Ez a kialakítás lehetővé teszi, hogy a rendszer fenntartsa az alapvető adatgyűjtést és az alacsony{0}}sebességű kommunikációt szélsőséges, 200 fokos hőmérsékleten, elkerülve a teljes leállást. Bár a beépített hőmérséklet-érzékelő névleges tartománya csak 175 fokig terjed, kiváltója a lecsökkentett módnak: amikor az érzékelő leolvasott értéke megközelíti a 175 fokot, a rendszer aktívan alacsony-frekvenciás üzemmódba kapcsol, és leállítja a nagy-fogyasztású{8}} perifériákat.
A ZT6206H CQFP csomag vezetőemelkedése és szélessége optimalizálva van, hogy ellenálljon az erős mélyedési rezgéseknek (általában meghaladja a 20 g RMS-t, frekvencia 5–2000 Hz). Alátöltéssel vagy csaperősítéssel kombinálva ellenáll a mechanikai igénybevételnek. A tervezőknek kerülniük kell a processzor nagy-tömegű alkatrészek (pl. transzformátorok) vagy felfüggesztett területek közelébe helyezését a NYÁK-elrendezésben, és kerámia vagy fém{9}}magos PCB-ket kell használniuk az általános merevség növelése érdekében.
A Qingdao ZITN átfogó tesztelési és szűrési előírásokat hozott létre az ultra-magas-hőmérsékletű elektronika területén. Mindegyik ZT6206H 175 fokos és 200 fokos működési ellenőrzésen megy keresztül, és kötegelt nyomon követhetőségi jelentéseket biztosítanak az olyan kulcsfontosságú paraméterekről, mint a magas-hőmérsékletű flash memória adatmegőrzés, a magas-hőmérsékletű ADC-eltolás és az oszcillátorfrekvencia-eltolódás. A naplózáshoz-miközben{10}}fúrják a műszertervezőket, így szükségtelenné válik drága, magas hőmérsékletű{11}}tesztplatformok létrehozása a teljes -paraméter-szűréshez. A rendszertervezés közvetlenül elvégezhető az adatlapon található leértékelési táblázat alapján, jelentősen lerövidítve a fejlesztési ciklust.
A gyakorlati alkalmazásokban a következő megbízhatósági intézkedések javasoltak:
- Helyezze az X7R vagy C0G kerámia kondenzátorokat a processzor tápcsatlakozóihoz közel, és vegye figyelembe a kapacitás csillapítását magas hőmérsékleten (az X7R 200 fokon több mint 70%-ot veszíthet; helyette C0G vagy magas hőmérsékletű tantál kondenzátorok használata javasolt).
- Adjon hozzá differenciális vagy aktuális{0}}hurok-illesztőprogramokat az USART és SPI kommunikációs vonalakhoz, hogy ellenálljon a magas hőmérsékleti zajoknak.
- Rendszeresen hajtson végre ellenőrző összegzési és visszaolvasási műveleteket az SRAM-ban lévő kritikus adatokon, és javítsa ki az egybites hibákat a flash memória ECC funkciójával (ha elérhető).
Ha ezeket a módszereket kombináljuk a ZT6206H magas hőmérsékletű -hőmérsékletű kialakításával, megbízható rendszer hozható létre, amely megfelel a fúrólyuk üzemeltetési követelményeinek.
Ha többet szeretne megtudni, kérjük, vegye fel velünk a kapcsolatot e-mailben:marketing@qdzitn.com!