Για να επιτευχθεί αξιόπιστη λειτουργία στους 200 μοίρες, η εξάρτηση αποκλειστικά από τον έλεγχο με χρήση συμβατικών διεργασιών ημιαγωγών είναι ανεπαρκής. Αντίθετα, απαιτείται μια συλλογική λύση σε τέσσερα επίπεδα-υλικών, δομών συσκευών, σχεδίασης κυκλώματος και μειωμένης λειτουργίας-. Η αντίσταση σε υψηλή-θερμοκρασία τουΕπεξεργαστής ARM υψηλής-θερμοκρασίας ZT6206Hβασίζεται στις ακόλουθες βασικές τεχνολογίες:
Πρώτον, υιοθετείται η τεχνολογία SOI υψηλής-θερμοκρασίας (Πυρίτιο-σε-Μονωτή) ή η τεχνολογία ειδικά παθητικοποιημένου πυριτίου χύδην για την κατασκευή πλακιδίων για την καταστολή των επιδράσεων ρεύματος διαρροής συνδέσμου PN και μανδάλωσης-επάνω. Για τον πυρήνα Cortex-M4, το στατικό ρεύμα διαρροής στις 200 μοίρες μπορεί να είναι δύο τάξεις μεγέθους υψηλότερο από αυτό στις 25 μοίρες . Το ZT6206H ελέγχει την κατανάλωση στατικής ισχύος σε υψηλές θερμοκρασίες εντός ενός αποδεκτού εύρους, αυξάνοντας την οριακή τάση και βελτιστοποιώντας τη διάταξη των επαφών του φρέατος. Δεύτερον, το CQFP (Ceramic Quad Flat Package) επιλέγεται για συσκευασία, του οποίου ο συντελεστής θερμικής διαστολής (CTE) ταιριάζει με αυτόν των κεραμικών υποστρωμάτων PCB ή των μεταλλικών πλακών{13}}πυρήνων, αποτρέποντας την κόπωση της άρθρωσης συγκόλλησης και το ράγισμα που προκαλείται από την ανακύκλωση υψηλής{{14} θερμοκρασίας. Η κεραμική κοιλότητα παρέχει επίσης ερμητική προστασία από τη διάβρωση του εσωτερικού του τσιπ από την υγρασία της κάτω οπής υψηλής πίεσης και το αέριο υδρόθειο.
Όσον αφορά τη λειτουργική αξιοπιστία, ο επεξεργαστής διαθέτει έναν καθαρό τρόπο λειτουργίας τμηματικής θερμοκρασίας.
Γεμάτος-εύρος λειτουργίας (Μικρότερο ή ίσο με 175 μοίρες):Κύρια συχνότητα στα 80 MHz, με όλα τα περιφερειακά (συμπεριλαμβανομένων των PLL, RTC, I²C, CAN) να λειτουργούν κανονικά.
Μειωμένο εύρος (175 μοίρες έως 200 μοίρες):Η κύρια συχνότητα μειώθηκε στα 16 MHz, με ορισμένα αναλογικά και ρολόγια{1}}σχετικά περιφερειακά (PLL, RTC, I²C, CAN) απενεργοποιημένα. Ωστόσο, ο πυρήνας, η SRAM, η μνήμη flash, το SPI, το USART, το ADC, το DAC, οι λειτουργικοί ενισχυτές και οι συγκριτές παραμένουν λειτουργικά.
Αυτός ο σχεδιασμός επιτρέπει στο σύστημα να διατηρεί τη βασική απόκτηση δεδομένων και την επικοινωνία χαμηλής-ταχύτητας σε ακραία θερμοκρασία 200 βαθμών, αποφεύγοντας τον πλήρη τερματισμό λειτουργίας. Παρόλο που ο ενσωματωμένος-αισθητήρας θερμοκρασίας έχει ονομαστικό εύρος μόνο έως 175 μοίρες, χρησιμεύει ως έναυσμα για τη λειτουργία μειωμένης τιμής: όταν η ένδειξη του αισθητήρα πλησιάζει τις 175 μοίρες, το σύστημα μεταβαίνει ενεργά στη λειτουργία χαμηλής-συχνότητας και κλείνει τα περιφερειακά υψηλής-ισχύ{{8}
Για να αντέξουν έντονους κραδασμούς κάτω από την οπή (συνήθως άνω των 20 g RMS, συχνότητα 5–2000 Hz), το βήμα και το πλάτος του μολύβδου του πακέτου ZT6206H CQFP έχουν βελτιστοποιηθεί. Σε συνδυασμό με ενίσχυση υπογεμίσματος ή πείρου, αντιστέκεται στη μηχανική καταπόνηση. Οι σχεδιαστές θα πρέπει να αποφεύγουν να τοποθετούν τον επεξεργαστή κοντά σε εξαρτήματα υψηλής-μάζας (π.χ. μετασχηματιστές) ή αναρτημένες περιοχές σε διάταξη PCB και να χρησιμοποιούν κεραμικά ή μεταλλικά- PCB για να βελτιώσουν τη συνολική ακαμψία.
Το Qingdao ZITN έχει καθιερώσει ολοκληρωμένες προδιαγραφές δοκιμών και ελέγχου στον τομέα των ηλεκτρονικών υπερ-υψηλών-θερμοκρασιών. Κάθε ZT6206H υποβάλλεται σε λειτουργική επαλήθευση σε 175 μοίρες και 200 μοίρες, με αναφορές ιχνηλασιμότητας παρτίδας που παρέχονται για βασικές παραμέτρους όπως η διατήρηση δεδομένων μνήμης flash υψηλής-θερμοκρασίας, η μετατόπιση ADC υψηλής-και η μετατόπιση συχνότητας ταλαντωτή. Για την καταγραφή-ενώ-οι σχεδιαστές οργάνων διάτρησης, αυτό εξαλείφει την ανάγκη κατασκευής ακριβών πλατφορμών δοκιμής υψηλής{11} θερμοκρασίας για πλήρη-διαλογή παραμέτρων. Ο σχεδιασμός του συστήματος μπορεί να πραγματοποιηθεί απευθείας με βάση τον πίνακα μειώσεων στο φύλλο δεδομένων, συντομεύοντας σημαντικά τον κύκλο ανάπτυξης.
Σε πρακτικές εφαρμογές, συνιστώνται τα ακόλουθα μέτρα αξιοπιστίας:
- Τοποθετήστε τους κεραμικούς πυκνωτές X7R ή C0G κοντά στις ακίδες τροφοδοσίας του επεξεργαστή και λάβετε υπόψη την εξασθένηση της χωρητικότητας σε υψηλές θερμοκρασίες (το X7R μπορεί να χάσει πάνω από 70% χωρητικότητα στους 200 βαθμούς, αντ' αυτού συνιστώνται πυκνωτές τανταλίου C0G ή υψηλής- θερμοκρασίας).
- Προσθέστε προγράμματα οδήγησης διαφορικού ή τρέχοντος-βρόχου στις γραμμές επικοινωνίας USART και SPI για να αντισταθείτε στον θόρυβο υψηλής- θερμοκρασίας.
- Εκτελείτε περιοδικά λειτουργίες αθροίσματος ελέγχου και επανάληψης σε κρίσιμα δεδομένα στη SRAM και διορθώνετε σφάλματα ενός-bit χρησιμοποιώντας τη λειτουργία ECC μνήμης flash (εάν είναι διαθέσιμη).
Συνδυάζοντας αυτές τις μεθόδους με τον εγγενή σχεδιασμό του ZT6206H σε υψηλές{0}}θερμοκρασίες, μπορεί να κατασκευαστεί ένα αξιόπιστο σύστημα που πληροί τις απαιτήσεις λειτουργίας κάτω από την οπή.
Εάν θέλετε να μάθετε περισσότερες πληροφορίες, επικοινωνήστε μαζί μας μέσω email:marketing@qdzitn.com!