เพื่อให้การทำงานที่เชื่อถือได้ที่อุณหภูมิ 200 องศา การพึ่งพาการคัดกรองโดยใช้กระบวนการเซมิคอนดักเตอร์แบบเดิมเพียงอย่างเดียวนั้นไม่เพียงพอ แต่จำเป็นต้องมีโซลูชันการทำงานร่วมกันในสี่ระดับ-วัสดุ โครงสร้างอุปกรณ์ การออกแบบวงจร และการดำเนินการที่ลดระดับลง- ความต้านทานต่ออุณหภูมิสูง-ของZT6206H โปรเซสเซอร์ ARM อุณหภูมิสูง-สร้างขึ้นจากเทคโนโลยีหลักดังต่อไปนี้:
ประการแรก เทคโนโลยี SOI อุณหภูมิสูง-(ซิลิคอน-บน-ฉนวน) หรือเทคโนโลยีซิลิกอนจำนวนมากที่ผ่านการพาสซีฟพิเศษถูกนำมาใช้สำหรับการผลิตแผ่นเวเฟอร์เพื่อระงับกระแสรั่วไหลของจุดเชื่อมต่อ PN และ-ผลกระทบจากการสลัก สำหรับแกน Cortex-M4 กระแสไฟฟ้ารั่วคงที่ที่ 200 องศาอาจมีขนาดสูงกว่าที่ 25 องศา 2 เท่า ZT6206H ควบคุมการใช้พลังงานคงที่ที่อุณหภูมิสูง-ภายในช่วงที่ยอมรับได้โดยการเพิ่มแรงดันไฟฟ้าเกณฑ์และปรับรูปแบบหน้าสัมผัสหลุมให้เหมาะสม ประการที่สอง CQFP (Ceramic Quad Flat Package) ถูกเลือกสำหรับบรรจุภัณฑ์ซึ่งมีค่าสัมประสิทธิ์การขยายตัวจากความร้อน (CTE) ตรงกับค่าสัมประสิทธิ์การขยายตัวทางความร้อน (CTE) ของพื้นผิวเซรามิก PCB หรือ{{13}กระดานหลักที่เป็นโลหะ เพื่อป้องกันความล้าของข้อต่อประสานและการแตกร้าวที่เกิดจากการ-การหมุนเวียนที่อุณหภูมิสูง ช่องเซรามิกยังช่วยป้องกันการกัดกร่อนของชิปภายในด้วยความดันสูง-ความชื้นใต้หลุมและก๊าซไฮโดรเจนซัลไฟด์
ในแง่ของความน่าเชื่อถือด้านการทำงาน โปรเซสเซอร์มีโหมดการทำงานแบบแบ่งส่วนอุณหภูมิที่ชัดเจน
เต็ม-ช่วงฟังก์ชั่น (น้อยกว่าหรือเท่ากับ 175 องศา):ความถี่หลักที่ 80 MHz โดยอุปกรณ์ต่อพ่วงทั้งหมด (รวมถึง PLL, RTC, I²C, CAN) ทำงานตามปกติ
ช่วงที่ลดลง (175 องศาถึง 200 องศา):ความถี่หลักลดลงเหลือ 16 MHz โดยปิดใช้งานอุปกรณ์ต่อพ่วงที่เกี่ยวข้องกับอนาล็อกและนาฬิกา-บางตัว (PLL, RTC, I²C, CAN) อย่างไรก็ตาม แกนหลัก, SRAM, หน่วยความจำแฟลช, SPI, USART, ADC, DAC, แอมพลิฟายเออร์ในการปฏิบัติงาน และเครื่องเปรียบเทียบยังคงใช้งานได้
การออกแบบนี้ช่วยให้ระบบสามารถรักษาการรับข้อมูลพื้นฐานและการสื่อสารความเร็วต่ำ-ที่อุณหภูมิสุดขีด 200 องศา โดยหลีกเลี่ยงการปิดเครื่องโดยสมบูรณ์ แม้ว่าเซ็นเซอร์อุณหภูมิในตัว-จะมีช่วงที่กำหนดเพียงไม่เกิน 175 องศา แต่ทำหน้าที่เป็นทริกเกอร์สำหรับโหมดลดพิกัด: เมื่อเซ็นเซอร์อ่านค่าเข้าใกล้ 175 องศา ระบบจะสลับไปที่โหมดความถี่ต่ำ-และปิดอุปกรณ์ต่อพ่วงที่สิ้นเปลือง-พลังงานสูง-
เพื่อให้ทนทานต่อการสั่นสะเทือนในหลุมเจาะที่รุนแรง (โดยทั่วไปจะเกิน 20 g RMS ความถี่ 5–2000 Hz) ระยะพิทช์และความกว้างของแพ็คเกจ ZT6206H CQFP จึงได้รับการปรับให้เหมาะสม เมื่อใช้ร่วมกับการเสริมแรงด้านล่างหรือการเสริมด้วยหมุด จะช่วยต้านทานความเค้นทางกล นักออกแบบควรหลีกเลี่ยงการวางโปรเซสเซอร์ไว้ใกล้กับส่วนประกอบที่มีมวลสูง- (เช่น หม้อแปลงไฟฟ้า) หรือพื้นที่แขวนลอยในรูปแบบ PCB และใช้ PCB แกนเซรามิกหรือโลหะ-เพื่อเพิ่มความแข็งแกร่งโดยรวม
Qingdao ZITN ได้สร้างข้อกำหนดการทดสอบและการคัดกรองที่ครอบคลุมในด้านอุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์อุณหภูมิสูงพิเศษ-- ZT6206H แต่ละตัวผ่านการตรวจสอบการทำงานที่ 175 องศา และ 200 องศา โดยมีรายงานการตรวจสอบย้อนกลับเป็นชุดสำหรับพารามิเตอร์หลัก เช่น-การเก็บรักษาข้อมูลหน่วยความจำแฟลชอุณหภูมิสูง -ออฟเซ็ต ADC อุณหภูมิสูง และความถี่ดริฟท์ของออสซิลเลเตอร์ สำหรับการบันทึก-ในขณะที่-นักออกแบบเครื่องมือเจาะ ไม่จำเป็นต้องสร้างแพลตฟอร์มการทดสอบอุณหภูมิสูง-ที่มีราคาแพงสำหรับการคัดกรอง-พารามิเตอร์แบบเต็ม การออกแบบระบบสามารถดำเนินการได้โดยตรงตามตารางการลดค่าพิกัดในแผ่นข้อมูล ซึ่งจะทำให้วงจรการพัฒนาสั้นลงอย่างมาก
ในการใช้งานจริง แนะนำให้ใช้มาตรการความน่าเชื่อถือต่อไปนี้:
- วางตัวเก็บประจุเซรามิก X7R หรือ C0G ใกล้กับพินกำลังของโปรเซสเซอร์ และคำนึงถึงการลดทอนของความจุที่อุณหภูมิสูง (X7R อาจสูญเสียความจุมากกว่า 70% ที่ 200 องศา แนะนำให้ใช้ตัวเก็บประจุแทนทาลัม C0G หรืออุณหภูมิสูง-แทน)
- เพิ่มไดรเวอร์ลูปดิฟเฟอเรนเชียลหรือกระแส-ให้กับสายสื่อสาร USART และ SPI เพื่อต้านทานสัญญาณรบกวนที่อุณหภูมิสูง-
- ดำเนินการตรวจสอบและอ่านกลับข้อมูลสำคัญใน SRAM เป็นระยะๆ และแก้ไขข้อผิดพลาด-บิตเดียวโดยใช้ฟังก์ชัน ECC ของหน่วยความจำแฟลช (ถ้ามี)
ด้วยการรวมวิธีการเหล่านี้เข้ากับการออกแบบอุณหภูมิสูง-ของ ZT6206H ทำให้สามารถสร้างระบบที่เชื่อถือได้ซึ่งตรงตามข้อกำหนดการปฏิบัติงานในหลุมเจาะลึกได้
หากคุณต้องการเรียนรู้ข้อมูลเพิ่มเติม โปรดติดต่อเราทางอีเมล:marketing@qdzitn.com!