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.
이에 마이크로컨트롤러, 혼합 신호, 아날로그 반도체 및 플래시-IP 솔루션 분야의 세계적 리더인 마이크로칩테크놀로지(아시아 총괄 및 한국대표: 한병돈)는 64핀 세라믹 및 플라스틱 패키지에 128KB 플래시와 16KB SRAM을 탑재한 내방사선(RT) Arm® Cortex®-M0+ 기반 32비트 마이크로컨트롤러(MCU), SAMD21RT를 출시했다.
SAMD21RT는 우주선과 같이 크기와 무게가 매우 중요한 공간 제약적인 애플리케이션에서 작동할 수 있도록 설계되어 10mm × 10mm의 작은 풋프린트로 제공된다. 또한, 최대 48MHz의 속도로 작동하여, 열악한 환경에서도 고성능 프로세싱을 제공한다. 본 디바이스는 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 제작되었다. 또한 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 “마이크로칩과의 협업시 가장 큰 이점은 방사선 내성 및 방사선 강화 디바이스의 설계와 테스트를 자체적으로 수행할 수 있는 기술과 경험, 그리고 지식과 역량을 갖추고 있다는 점이다”라며 “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. 또한 더 높은 컴퓨팅 성능과 최신 기술을 더 작은 패키지로 통합해 무게와 크기를 줄인 제품도 지속적으로 개발하고 있다”라고 말했다.
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.
수만 개의 마이크로칩 부품들이 우주를 돌고 있는 인공위성이나 탐사선에 이미 사용되고 있는 것처럼, 마이크로칩은 지금까지 우주 탐사 분야에서 중요한 역할을 수행해 왔으며 오늘날과 미래의 우주 산업 개발에서도 중추적인 역할을 하고 있다. 마이크로칩의 제품은 다가오는 아르테미스 프로그램을 통해 달 탐사를 위해 사용될 것이며, 우주 발사 시스템, 오리온 우주선, 루나 게이트웨이, 달 착륙선 및 차세대 우주복 제작에도 사용되고 있다. 보다 자세한 정보는 마이크로칩의 우주 애플리케이션 웹페이지를 방문하면 확인할 수 있다.
SAM D21RT 32비트 MCU는 SAM D21 Curiosity Nano 평가 키트, MPLAB® X 통합 개발 환경(IDE) 및 MPLAB PICkit™ 5 인써킷 디버거/프로그래머를 통해 지원된다.
SAMD21RT 32비트 MCU는 요청 시 제한된 샘플링으로 제공되며, 보다 자세한 정보는 마이크로칩 영업 담당자, 전 세계 공인 대리점에 문의하거나 마이크로칩의 구매 및 고객 서비스 웹사이트를 방문하면 확인할 수 있다.