Хотя интеграция возможностей самозащиты в высокоточное оружие с использованием технологии микроэлектроники цифровой радиочастотной памяти (DRFM) может уменьшить помехи от враждебных электронных атак, обычные микроэлектронные устройства DRFM слишком велики для использования в современном интеллектуальном оружии. Микроэлектронные устройства, оптимизированные по размеру, весу и мощности (SWaP) для типичной бортовой электроники, трудно интегрировать в оружие.
Для создания нового микроэлектронного устройства DRFM, отвечающего требованиям интеграции оружия, требуется новое и модульное решение, которое объединяет трехмерные технологии штабелирования, передовые технологии миниатюризации и технологию армирования устройств. Модульность важна, и есть много причин:
• Модульная архитектура помогает увеличить будущие функциональные возможности устройства и / или достичь более высокой производительности устройства, добавив новые платы в структуру вертикального стека печатных плат (PCB). Наряду с новыми улучшениями в работе RF и обработке сигналов Достижения в области технологий постоянно коммерциализируются, а гибкие возможности обновления и расширения устройств, создаваемые модульной архитектурой, также помогают быстро избавить от возникающих технологических угроз.
• Разделение чувствительных к шуму радиочастотных компонентов от цифровых компонентов, расположенных в другом месте модуля, позволяет всей цепочке датчиков достичь более высокого уровня производительности.
• Модуляция помогает выявить и разрешить потенциальные аномалии в производственном процессе на ранней стадии, чтобы предотвратить аномалии от необратимых последствий после того, как модуль DRFM полностью собран, что сокращает производственный цикл, повышает эффективность производства и экономит производственные затраты. Имеет важное значение.
Оптимизация аналоговых цепей
В типичном устройстве DRFM большая часть назначаемого пространства проектирования занята аналоговыми компонентами и соответствующими схемами. Самый простой способ миниатюризации устройства - уменьшить количество компонентов, включенных в спецификацию материалов. Хотя этот метод прост Это просто, но в конце концов, существует ограниченное пространство для уменьшения количества устройств, и сокращение количества устройств неизбежно негативно скажется на общей производительности устройства. Поэтому необходимо изучить другие способы достижения миниатюризации аналоговых схем устройств DRFM.
Однако простое уменьшение размеров аналоговых цепей недостаточно для оптимизации устройства DRFM. Типичная прикладная среда для интеллектуального оружия требует, чтобы все компоненты устройства DRFM были защищены от наиболее требовательной среды выполнения миссий. Модуль DRFM должен выдерживать высокочастотную механическую вибрацию, высокое ускорение во время запуска, экстремальный тепловой удар, влажность, морскую воду или другие коррозионные среды и другие экстремальные условия окружающей среды. Для удовлетворения требований миниатюризации и эффективного армирования архитекторы DRFM-устройств Необходимо полностью переоценить дизайн аналоговой схемы.
С этой целью Mercury Systems of America разработала миниатюрный радиочастотный многочиповый модуль (MCM). Размер пакета модуля был уменьшен в три раза больше аналоговой схемы в типичном устройстве DRFM и теперь коммерциализирован. Нижняя часть модуля представляет собой решетку шаровой решетки ( BGA), где шарик припоя может получать электрическую энергию и требуемый сигнал через печатную плату. Принимая во внимание строгие ограничения на пространство устройства, Mercury Systems выбрала и использовала специальные материалы печатных плат, чтобы сбалансировать механическую целостность и тепловую конструкцию устройства.
Несмотря на то, что условия позволяют использовать чистые компоненты чипа, можно успешно добиться миниатюризации высокочастотных многочиповых модулей. Однако не все компоненты могут быть интегрированы в форму матрицы. Поэтому структура чип-проволоки и технология поверхностного монтажа также Должны быть интегрированы в конструкцию модуля. Исходя из предпосылки отсутствия риска надежности, особое внимание должно быть уделено минимизации пространства, занятого не-матричными компонентами и другими структурами. В настоящее время немногие производители могут находиться в одном производственном цехе. Создание такого смешанного производственного потенциала: предприятия, которые могут расширять масштабы производства и осуществлять массовое производство, встречаются еще реже.
В процессе миниатюризации плотность упаковки компонентов внутри многочипового модуля должна соответствовать требованиям механической целостности устройства. По этой причине Mercury Systems отвечает требованиям к механической целостности устройства и его размерам, весу и потреблению энергии. В зависимости от обстоятельств плотность упаковки многочиповых модулей была успешно увеличена за счет оптимизации высоты печатной платы и уменьшения толщины разделительной стенки монтажной платы модуля.
Оптимизация цифровых схем
Типичными компонентами цифровой схемы для модуля DRFM являются энергонезависимая память и процессор или программируемая пользователем матрица вентилей (FPGA). Для обработки требований интенсивной обработки приложений DRFM обычно требуется, чтобы устройство содержало несколько гигабайт памяти. С ограничениями условий пространства и прочности, которые должны выполняться упомянутыми выше микроразрушающими устройствами DRMM, невозможно достичь такой большой емкости, продолжая использовать традиционные двухканальные модули памяти (DIMM).
Были продемонстрированы устройства памяти с механическими и электрическими интерфейсами с шариковой решеткой, которые были получены от производителей промышленной памяти. Надежность элементов с шариковыми решетчатыми шариками в военных приложениях была продемонстрирована. Однако приложение DRFM требует Объем памяти может превышать емкость памяти одного устройства памяти BGA, предоставляемого производителем памяти. Это означает, что драгоценное пространство в цифровом модуле устройства micro DRFM будет быстро потребляться несколькими устройствами памяти. Потенциальный подход заключается в 3D Дополнительная плата выделенной памяти добавляется в стек DRFM. Однако этот метод жертвует уже скудным трехмерным пространством, а также значительно увеличивает общую конструктивную сложность устройства.
В последние годы технология трехмерных упаковок достигла больших успехов. В одном пакете, используя несколько устройств памяти с функциями контроля ошибок, технология вертикальной укладки и межсоединения может сэкономить до 85% двумерного по сравнению с дискретным устройством планарной решетки Кроме того, это экономия пространства достигается без ущерба для характеристик устройства. Благодаря этой трехмерной схеме упаковки до 18 модулей ячеек памяти можно интегрировать в один модуль с высокой надежностью. Необходимость в большинстве приложений с интенсивной обработкой.
Использование технологии вертикальной стекирования памяти не требует пожертвования трехмерного пространства устройства. Использование современных процессов чистки чипов может привести к созданию интегрированных модулей памяти размером менее 2,5 мм. В зависимости от размера доступного пространства размещение устройства с нижней стороны памяти на задней панели может быть Преимущественно это освобождает пространство для интеграции других компонентов на лицевой стороне платы.
О интеллектуальном оружии следующего поколения - значение и предложения
В настоящее время развитие угроз безопасности происходит быстрее, чем когда-либо прежде. В результате необходимо повысить производительность и сложность интегрированных микроэлектронных устройств в системах вооружения в РФ. Для развития следующего поколения необходимы только миниатюризация и усиление микроэлектронных устройств. Для интеллектуального оружия все еще недостаточно. С точки зрения модуляции и общей оптимизации системы устройство должно быть спроектировано в сочетании с реальными сценариями военных применений.
Применение технологии точного наведения является важной вехой в оборонной промышленности 20-го века, 21-го века, введение микроэлектронной технологии DRFM, как ожидается, сделать высокоточное оружие имеет возможность защитить себя от враждебных электронных атак отравляющих, станет историей развития интеллектуального оружия и является важным шагом вперед узел оборонного сектора должен микроэлектронной платформы устройства смарт-оружия для инноваций и модернизации развертывания с помощью этого продвижения коммерческих технологий.