달 탐사 미션을 앞두고 있어 많은 기대를 모으고 있는 NASA의 아르테미스 2호와 최근 달 착륙에 성공한 일본 우주항공연구개발기구(JAXA)의 탐사선 SLIM 및 인도의 찬드라얀 3호, 그리고 지구 저궤도(LEO: Low Earth Orbit) 지역에 배치된 새로운 위성 등 우주 탐사 분야가 다시금 활기를 띠며 부활의 조짐을 보이고 있다. 

이러한 변화에 따라 개발자들은 우주의 열악한 환경에서도 원활하게 작동할 수 있는 엄격한 방사선 및 신뢰성 표준을 준수하는 전자 부품이 필요해졌다. 

MCU와 아날로그 솔루션의 글로벌 기업 마이크로칩테크놀로지(이하 마이크로칩)가 64핀 세라믹 및 플라스틱 패키지에 128KB 플래시와 16KB SRAM을 탑재한 내방사선(RT) Arm® Cortex®-M0+ 기반 32비트 마이크로컨트롤러(MCU) SAMD21RT를 출시했다고 17일 밝혔다.

SAMD21RT는 저전력 MCU로 절전 모드, 대기 중 절전 모드(standby sleep mode), 슬립워킹 주변 장치(Sleepwalking peripherals)를 갖췄다. 기타 주변 장치에는 12채널 DMAC(Direct Memory Access Controller), 12채널 이벤트 시스템, 제어용 다중 타이머/카운터(TCC), 32비트 실시간 카운터(RTC), 감시 타이머(WDT) 및 USB 2.0 인터페이스가 있으며, 다양한 장치와 통신할 수 있도록 직렬 통신(SERCOM), I2C, SPI 및 LIN방식을 지원한다.

SAMD21RT는 우주선과 같이 크기와 무게가 매우 중요한 공간 제약적인 애플리케이션에서 작동할 수 있도록 설계되어 10mm × 10mm의 작은 풋프린트로 제공된다. 최대 48MHz의 속도로 작동해 열악한 환경에서도 고성능 프로세싱을 제공한다고 설명했다. 최대 20채널의 아날로그-디지털 컨버터(ADC), 디지털-아날로그 컨버터(DAC) 및 아날로그 비교기를 포함해 아날로그 기능을 통합하고 있다.

SAMD21RT 디바이스는 산업용 및 오토모티브 시장에서 이미 검증을 거쳐 널리 사용 중인 마이크로칩의 기존 SAMD21 MCU 제품군을 기반으로 제작됐다. 상용화된 기성품(COTS) 디바이스를 기반으로 제작돼 핀아웃 호환성을 유지하고 있어 내방사선 디바이스로 전환할 때 설계 프로세스를 크게 간소화할 수 있다. 

마이크로칩은 우주 산업 애플리케이션을 위한 종합 시스템 솔루션을 제공하기 위하여 FPGA, 파워 및 디스크리트 디바이스, 메모리 제품, 통신 인터페이스, 오실레이터 등 SAMD21RT MCU와 함께 사용할 수 있는 다양한 디바이스를 광범위한 인증 레벨에 따라 폭넓은 옵션으로 제공한다.

방사선과 극한의 온도 등 열악한 환경을 견딜 수 있도록, SAMD21RT는 -40°C~125°C의 온도 범위에서 작동하도록 설계되었으며, 최대 50Krad의 총 이온화 선량(TID) 성능과 최대 78 MeV.cm²/mg의 높은 수준의 단일 이벤트 래치업(SEL: Single Event Latch-up) 내성을 제공한다.

마이크로칩의 항공우주방위사업부 부사장 밥 뱀폴라(Bob Vampola)는 “우리는 상업용 및 산업용 시장에서 발전한 이더넷, AI, ML과 같은 최신 기술을 지속적으로 도입해 나가며 우주 탐사 미션에 필요한 요구 사항을 충족할 수 있도록 방사선 성능을 개선하고 있다”면서, “더 높은 컴퓨팅 성능과 최신 기술을 더 작은 패키지로 통합해 무게와 크기를 줄인 제품도 지속적으로 개발하고 있다”라고 말했다.