Da bi se postigao pouzdan rad na 200 stepeni, oslanjanje isključivo na skrining korišćenjem konvencionalnih poluprovodničkih procesa nije dovoljno. Umjesto toga, potrebno je zajedničko rješenje na četiri nivoa-materijala, strukture uređaja, dizajna kola i smanjenog rada-. Visoka{5}}otpornost na temperaturuZT6206H visokotemperaturni ARM procesorizgrađen je na sljedećim ključnim tehnologijama:
Prvo, visokotemperaturna SOI (silicijum-na-izolatoru) tehnologija ili posebno pasivizirana masovna silicijumska tehnologija je usvojena za proizvodnju pločica kako bi se suzbile struje curenja PN spoja i efekti zatvaranja-upiranja. Za Cortex-M4 jezgro, statička struja curenja na 200 stepeni može biti dva reda veličine veća od one na 25 stepeni. ZT6206H kontroliše statičku potrošnju energije na visokoj{11}temperaturi unutar prihvatljivog opsega povećanjem graničnog napona i optimizacijom rasporeda kontakata bunara. Drugo, CQFP (Ceramic Quad Flat Package) je odabran za pakovanje, čiji koeficijent termičke ekspanzije (CTE) odgovara onom PCB keramičkih podloga ili metalnih-ploča jezgra, sprječavajući zamor lemnih spojeva i pucanje uzrokovano visoko-cikličkim ciklusom. Keramička šupljina također pruža hermetičku zaštitu od erozije unutrašnjosti čipa zbog vlage iz bušotine pod visokim{16}}pritiskom i plina vodonik sulfida.
U smislu funkcionalne pouzdanosti, procesor ima jasan temperaturno segmentiran radni režim.
Pun-opseg funkcije (manji ili jednak 175 stepeni):Glavna frekvencija na 80 MHz, sa svim periferijama (uključujući PLL, RTC, I²C, CAN) koji rade normalno.
Smanjeni opseg (175 stepeni do 200 stepeni):Glavna frekvencija smanjena na 16 MHz, sa nekim analognim i{1}}srodnim periferijama (PLL, RTC, I²C, CAN) onemogućenim; međutim, jezgra, SRAM, fleš memorija, SPI, USART, ADC, DAC, operaciona pojačala i komparatori ostaju funkcionalni.
Ovaj dizajn omogućava sistemu da održava akviziciju osnovnih podataka i komunikaciju niske{0}}brzine na ekstremnoj temperaturi od 200 stepeni, izbjegavajući potpuno gašenje. Iako ugrađeni-temperaturni senzor ima nominalni raspon samo do 175 stepeni, on služi kao okidač za deratizovani način rada: kada se očitavanje senzora približi 175 stepeni, sistem se aktivno prebacuje u nisko-režim rada i isključuje periferne uređaje velike{7}}potrošnje energije{8}}.
Da bi izdržao jake vibracije u bušotini (obično iznad 20 g RMS, frekvencija 5–2000 Hz), nagib i širina ZT6206H CQFP paketa su optimizovani. U kombinaciji s podpunom ili ojačanjem igle, otporan je na mehanička opterećenja. Dizajneri bi trebali izbjegavati postavljanje procesora blizu komponenti velike-mase (npr. transformatora) ili suspendovanih područja u PCB rasporedu, i koristiti keramičke ili metalne -jezgre PCB-a da poboljšaju ukupnu krutost.
Qingdao ZITN je uspostavio sveobuhvatne specifikacije testiranja i skrininga u oblasti ultra-visokih-elektronika. Svaki ZT6206H prolazi funkcionalnu verifikaciju na 175 stepeni i 200 stepeni, sa izveštajima o praćenju serije za ključne parametre kao što su visoko{6}}zadržavanje podataka u fleš memoriji na visokim temperaturama, visoko{7}}temperaturni pomak ADC-a i pomeranje frekvencije oscilatora. Za evidentiranje-dok-dizajnera instrumenata za bušenje, ovo eliminiše potrebu za izgradnjom skupih visoko{11}testnih platformi za potpuni-provjeru parametara. Dizajn sistema se može direktno sprovesti na osnovu tabele smanjenja vrednosti u tablici podataka, što značajno skraćuje razvojni ciklus.
U praktičnim primjenama preporučuju se sljedeće mjere pouzdanosti:
- Postavite X7R ili C0G keramičke kondenzatore blizu iglica za napajanje procesora i uzmite u obzir slabljenje kapacitivnosti pri visokim temperaturama (X7R može izgubiti preko 70% kapacitivnosti na 200 stepeni; umjesto toga se preporučuju C0G ili visokotemperaturni tantalski kondenzatori).
- Dodajte diferencijalne ili strujne-drajvere petlje na USART i SPI komunikacione linije da se oduprete visoko-šumu.
- Periodično izvodite operacije kontrolne sume i čitanja na kritičnim podacima u SRAM-u i ispravljajte jedno-bitne greške koristeći ECC funkciju fleš memorije (ako je dostupna).
Kombinacijom ovih metoda sa inherentnim visoko{0}temperaturnim dizajnom ZT6206H, može se konstruirati pouzdan sistem koji ispunjava zahtjeve za rad u bušotini.
Ako želite saznati više informacija, kontaktirajte nas putem e-pošte:marketing@qdzitn.com!