Azərbaycanca AzərbaycancaБеларускі БеларускіDansk DanskDeutsch DeutschEspañola EspañolaFrançais FrançaisIndonesia IndonesiaItaliana Italiana日本語 日本語Қазақ ҚазақLietuvos LietuvosNederlands NederlandsPortuguês PortuguêsРусский Русскийසිංහල සිංහලแบบไทย แบบไทยTürkçe TürkçeУкраїнська Українська中國人 中國人United State United StateAfrikaans Afrikaans
Підтримка
www.wikidata.uk-ua.nina.az

Радіаційна загартованість здатність електронних компонентів кремнієвих схем мікропроцесорів бути стійкими до пошкоджень

Радіаційно-стійка інтегральна схема

Радіаційно-стійка інтегральна схема

Радіаційна загартованість - здатність електронних компонентів кремнієвих схем мікропроцесорів, бути стійкими до пошкоджень або несправностей, спричинених високим рівнем проникаючого іонізуючого випромінювання при зміні основних параметрів в межах норм, що регламентовані технічними умовами. Джерелами загроз мікросхемам можуть бути ядерні енергетичні установки, ядерні вибухи, природні та штучні радіаційні пояси Землі, космічні промені, цикли сонячної активності, ін. Через тривалість розробки та випробуваннь, необхідних для виготовлення мікроелектронних конструкцій радіаційно-стійких мікросхем, процес створення таких мікросхем відірваний від звичайних розробок.

Стійкі до випромінюваної радіації продукти, як правило, проходять один або більше випробувань на ефекти, включаючи , та Порушення в результаті одиничної події.

SEU та дизайн мікросхем

SEU не руйнують мікросхеми, але вони можуть спричинити помилки. У космічних мікропроцесорах однією з найбільш вразливих частин часто є кеш-пам’яті 1-го та 2-го рівнів, оскільки вони повинні бути дуже малими і мати дуже високу швидкість, а це означає, що вони не тримають великого заряду. Часто ці кеші вимикаються, якщо наземні конструкції налаштовані на виживання SEU. Ще однією точкою вразливості є скінченний автомат, що керує мікропроцессором, через ризик потрапляння в «мертві» стани (без виходів), однак ці схеми повинні керувати всім процесором, тому вони мають відносно великі транзистори для забезпечення відносно великих електричних течії і не настільки вразливі, як можна подумати. Ще одним вразливим компонентом процесора є оперативна пам’ять. Для забезпечення стійкості до SEU, частовикористовується пам'ять з кодом усунення помилок, разом із схемою для періодичного зчитування (що призводить до виправлення) або очищення (якщо зчитування не призводить до виправлення) пам'яті помилок, перш ніж помилки переповнюють схему виправлення помилок.

У цифрових та аналогових схемах одна подія може спричинити поширення одного або декількох імпульсів напруги (тобто збоїв) по ланцюгу, і в цьому випадку це називається . Оскільки поширюваний імпульс технічно не є зміною "стану", як у SEU пам'яті, слід розрізняти SET та SEU. Якщо SET поширюється через цифрову схему і призводить до того, що неправильне значення фіксується в послідовному логічному блоці, це вважається SEU.

Проблеми з апаратним забезпеченням також можуть виникати із пов'язаних причин. За певних обставин (як-то конструкції ланцюга, конструкції процесу, так і властивостей частинок) може бути активований [en]» тиристор, властивий конструкціям КМОП, ефективно спричиняючи видиме коротке замикання від лінії живлення до землі. Ця умова називається [en] (одна з умов ), і за відсутності конструктивних контрзаходів часто руйнує пристрій через [en]. Більшість виробників проектують та випробовують свою продукцію, щоб переконатись, що заскочка не відбувається від ударів частинок атмосфери. З метою запобігання заскочки в просторі епітаксичних плівок, кремнію на ізоляторі (SOI) або [en](SOS) часто використовують для подальшого зменшення або усунення радіаційної сприйнятливості.

Приклади радіаційно-стійкого обладнання

  • на архітектурі (System / 360) базується [en], що використовувалася на борту Спейс Шатлів (варіант AP-101).
  • першим серійним радіаційно-стійким мікропроцесором був RCA1802 8-бітний процесор, представлений в 1976 році,
  • на основі мікроконтроллера PIC 1886VE, російський мікроконтролер 50 МГц , розроблений компанією Milandr та виготовлений компанією Sitronics-Mikron за технологією об'ємного кремнію на 180 нм.
  • на основі m68k:
    • [en]M5208 використовується General Dynamics, низькою потужністю (1,5 Вт) випромінювань загартованої альтернативи.
  • на основі 16-бітної архітектури [en]
    • RH1750 виробництва GEC-Плессі .
  • Proton100k SBC від [en]., представлений в 2003 році, використовує оновлену схему голосування під назвою TTMR, яка пом'якшує SEU в одному процесорі. Процесор - екватор BSP-15.
  • високошвидкісний процесор обробки цифрових сигналів серії Texas Instruments 320C6Xx, [en]SBC, представлений в 2004 році, працює на 4000 MIPS, одночасно пом'якшуючи SEU [en](TTMR) і окремими функціональними подій переривань (SEFI) з технологією H-Core.
  • На основі MIPS:
    • [en]від Honeywell Aerospace.
    • Mongoose-V використовується НАСА є 32-розрядним мікропроцесором для космічних апаратів (наприклад , New Horizons ).
    • [en] являє собою 32-розрядний мікропроцесор, сумісний з MIPS R3000 , розробки [en] із виробництвом Курчатовським інститутом, Росія.
  • На основі SPARC:
  • На основі PowerPC:
    • RAD6000 одноплатний комп'ютер (SBC) із [en] CPU виробництва BAE Systems, застосований в ряді розробок NASA, Міністерства оборони США і комерційних космічних літальних апаратах, в тому числі:
    • [en] СБК від BAE Systems, на основі 750 PowerPC процесора, наступник RAD6000.
    • [en], наступник RAD750 на базі [en].
    • [en] від Honeywell Aerospace. На основі PowerPC 603e .
    • SP0 і SP0-S від Aitech, 3U cPCI SBC, що використовує [en]-III MPC8548E, PowerPC E500.
    • SBC Proton400k від Space Micro Inc, процесор Freescale P2020 на базі PowerPC e500.
    • BRE440 від Broad Reach Engineering. Основна система на основі чіпа IBM [en], 266 MIPS , PCI, 2x Ethernet, 2x UARTS, контролер DMA, кеш-пам’ять L1 / L2.
    • SCS750, побудований [en], із трьох ядер PowerPC 750 один проти одного, щоб пом'якшити радіаційні ефекти.
    • компанія Boeing через виробляє радіаційно-загартований космічний процесор на базі PowerPC 750.
  • На основі ARM:
    • Vorago VA10820, 32-розрядна ARMv6-M [en].
    • NASA та ВПС США розробляють HPSC, процесор на основі Cortex-A53 для майбутнього використання у космічних кораблях.
    • DAHLIA від ЄКА, процесор на основі Cortex-R52.
  • На основі RISC-V:
    • [en] Gaisler NOEL-V 64-біт.

Вивчення проблем радіаційної загартованості

Розробці та аналізу зміцненої радіацією електроніки, розробці методів випробувань та планів забезпечення радіаційної твердості та розробці рішень специфічних для системи проблем, пов'язаних з радіаційними ефектами сприяє [en] (ISDE), Національна лабораторія Brookhaven , Національна лабораторія Лоуренса Берклі, Лос-Аламоська національна лабораторія, національна лабораторія Канади з питань ядерної фізики та фізики елементарних частинок ТРІУМФ , Sandia National Laboratories, (ESCC) і т.д.

Див також

Примітки

  1. Радіаційна стійкість електронних приладів // Шишкін Р. Електроніка (2017)
  2. https://www.microsemi.com/document-portal/doc_download/130760-neutron-seu-faq
  3. Research. gaisler.com. Процитовано 4 червня 2021.
  4. Inc, Moog. Moog Space Industry Homepage. www.moog.com (англ.). Процитовано 4 червня 2021.
  5. NASA Technical Reports Server (NTRS) (PDF). ntrs.nasa.gov. Процитовано 4 червня 2021.
  6. dahlia-h2020.eu | DAHLIA project website – Deep sub-micron microprocessor for spAce rad-Hard appLIcation Asic (амер.). Процитовано 4 червня 2021.
  7. ESCC (European Space Components Coordination). spacecomponents.org. Процитовано 4 червня 2021.

Вікіпедія, Українська, Україна, книга, книги, бібліотека, стаття, читати, завантажити, безкоштовно, безкоштовно завантажити, mp3, відео, mp4, 3gp, jpg, jpeg, gif, png, малюнок, музика, пісня, фільм, книга, гра, ігри, мобільний, телефон, android, ios, apple, мобільний телефон, samsung, iphone, xiomi, xiaomi, redmi, honor, oppo, nokia, sonya, mi, ПК, web, Інтернет

Radiacijna zagartovanist zdatnist elektronnih komponentiv kremniyevih shem mikroprocesoriv buti stijkimi do poshkodzhen abo nespravnostej sprichinenih visokim rivnem pronikayuchogo ionizuyuchogo viprominyuvannya pri zmini osnovnih parametriv v mezhah norm sho reglamentovani tehnichnimi umovami Dzherelami zagroz mikroshemam mozhut buti yaderni energetichni ustanovki yaderni vibuhi prirodni ta shtuchni radiacijni poyasi Zemli kosmichni promeni cikli sonyachnoyi aktivnosti in Cherez trivalist rozrobki ta viprobuvann neobhidnih dlya vigotovlennya mikroelektronnih konstrukcij radiacijno stijkih mikroshem proces stvorennya takih mikroshem vidirvanij vid zvichajnih rozrobok Stijki do viprominyuvanoyi radiaciyi produkti yak pravilo prohodyat odin abo bilshe viprobuvan na efekti vklyuchayuchi ta Porushennya v rezultati odinichnoyi podiyi SEU ta dizajn mikroshemSEU ne rujnuyut mikroshemi ale voni mozhut sprichiniti pomilki U kosmichnih mikroprocesorah odniyeyu z najbilsh vrazlivih chastin chasto ye kesh pam yati 1 go ta 2 go rivniv oskilki voni povinni buti duzhe malimi i mati duzhe visoku shvidkist a ce oznachaye sho voni ne trimayut velikogo zaryadu Chasto ci keshi vimikayutsya yaksho nazemni konstrukciyi nalashtovani na vizhivannya SEU She odniyeyu tochkoyu vrazlivosti ye skinchennij avtomat sho keruye mikroprocessorom cherez rizik potraplyannya v mertvi stani bez vihodiv odnak ci shemi povinni keruvati vsim procesorom tomu voni mayut vidnosno veliki tranzistori dlya zabezpechennya vidnosno velikih elektrichnih techiyi i ne nastilki vrazlivi yak mozhna podumati She odnim vrazlivim komponentom procesora ye operativna pam yat Dlya zabezpechennya stijkosti do SEU chastovikoristovuyetsya pam yat z kodom usunennya pomilok razom iz shemoyu dlya periodichnogo zchituvannya sho prizvodit do vipravlennya abo ochishennya yaksho zchituvannya ne prizvodit do vipravlennya pam yati pomilok persh nizh pomilki perepovnyuyut shemu vipravlennya pomilok U cifrovih ta analogovih shemah odna podiya mozhe sprichiniti poshirennya odnogo abo dekilkoh impulsiv naprugi tobto zboyiv po lancyugu i v comu vipadku ce nazivayetsya Oskilki poshiryuvanij impuls tehnichno ne ye zminoyu stanu yak u SEU pam yati slid rozriznyati SET ta SEU Yaksho SET poshiryuyetsya cherez cifrovu shemu i prizvodit do togo sho nepravilne znachennya fiksuyetsya v poslidovnomu logichnomu bloci ce vvazhayetsya SEU Problemi z aparatnim zabezpechennyam takozh mozhut vinikati iz pov yazanih prichin Za pevnih obstavin yak to konstrukciyi lancyuga konstrukciyi procesu tak i vlastivostej chastinok mozhe buti aktivovanij en tiristor vlastivij konstrukciyam KMOP efektivno sprichinyayuchi vidime korotke zamikannya vid liniyi zhivlennya do zemli Cya umova nazivayetsya en odna z umov i za vidsutnosti konstruktivnih kontrzahodiv chasto rujnuye pristrij cherez en Bilshist virobnikiv proektuyut ta viprobovuyut svoyu produkciyu shob perekonatis sho zaskochka ne vidbuvayetsya vid udariv chastinok atmosferi Z metoyu zapobigannya zaskochki v prostori epitaksichnih plivok kremniyu na izolyatori SOI abo en SOS chasto vikoristovuyut dlya podalshogo zmenshennya abo usunennya radiacijnoyi sprijnyatlivosti Prikladi radiacijno stijkogo obladnannyana arhitekturi System 360 bazuyetsya en sho vikoristovuvalasya na bortu Spejs Shatliv variant AP 101 pershim serijnim radiacijno stijkim mikroprocesorom buv RCA1802 8 bitnij procesor predstavlenij v 1976 roci na osnovi mikrokontrollera PIC 1886VE rosijskij mikrokontroler 50 MGc rozroblenij kompaniyeyu Milandr ta vigotovlenij kompaniyeyu Sitronics Mikron za tehnologiyeyu ob yemnogo kremniyu na 180 nm na osnovi m68k en M5208 vikoristovuyetsya General Dynamics nizkoyu potuzhnistyu 1 5 Vt viprominyuvan zagartovanoyi alternativi na osnovi 16 bitnoyi arhitekturi en RH1750 virobnictva GEC Plessi Proton100k SBC vid en predstavlenij v 2003 roci vikoristovuye onovlenu shemu golosuvannya pid nazvoyu TTMR yaka pom yakshuye SEU v odnomu procesori Procesor ekvator BSP 15 visokoshvidkisnij procesor obrobki cifrovih signaliv seriyi Texas Instruments 320C6Xx en SBC predstavlenij v 2004 roci pracyuye na 4000 MIPS odnochasno pom yakshuyuchi SEU en TTMR i okremimi funkcionalnimi podij pererivan SEFI z tehnologiyeyu H Core Na osnovi MIPS en vid Honeywell Aerospace Mongoose V vikoristovuyetsya NASA ye 32 rozryadnim mikroprocesorom dlya kosmichnih aparativ napriklad New Horizons en yavlyaye soboyu 32 rozryadnij mikroprocesor sumisnij z MIPS R3000 rozrobki en iz virobnictvom Kurchatovskim institutom Rosiya Na osnovi SPARC Erc32 ta en 2 3 4 i 5 ye radiacijno zagatovanimi procesorami rozroblenimi kompaniyeyu Gajslera i Yevropejskim kosmichnim agentstvom odnoplatnij komp yuter Gen 6 SBC viroblenij ranishe en Microelectronics Solutions Na osnovi PowerPC RAD6000 odnoplatnij komp yuter SBC iz en CPU virobnictva BAE Systems zastosovanij v ryadi rozrobok NASA Ministerstva oboroni SShA i komercijnih kosmichnih litalnih aparatah v tomu chisli Marsohodi Opportunity i Spirit Spusknij kosmichnij aparat Mars Pathfinder Deep Space 1 eksperimentalnij avtomatichnij kosmichnij aparat Mars Polar Lander i Mars Climate Orbiter Mars Odissej orbitalnij aparat Spitzer kosmichnij teleskop MESSENGER avtomatichna mizhplanetna stanciya dlya doslidzhennya Merkuriya STEREO kosmichnij aparat kosmichnij aparat MIDEX Genesis i Stardust Phoenix posadkovij modul NASA dlya vivchennya Marsa DAWN avtomatichna mizhplanetna stanciya Solar Dynamics Observatory en SBK vid BAE Systems na osnovi 750 PowerPC procesora nastupnik RAD6000 en nastupnik RAD750 na bazi en en vid Honeywell Aerospace Na osnovi PowerPC 603e SP0 i SP0 S vid Aitech 3U cPCI SBC sho vikoristovuye en III MPC8548E PowerPC E500 SBC Proton400k vid Space Micro Inc procesor Freescale P2020 na bazi PowerPC e500 BRE440 vid Broad Reach Engineering Osnovna sistema na osnovi chipa IBM en 266 MIPS PCI 2x Ethernet 2x UARTS kontroler DMA kesh pam yat L1 L2 SCS750 pobudovanij en iz troh yader PowerPC 750 odin proti odnogo shob pom yakshiti radiacijni efekti kompaniya Boeing cherez viroblyaye radiacijno zagartovanij kosmichnij procesor na bazi PowerPC 750 Na osnovi ARM Vorago VA10820 32 rozryadna ARMv6 M en NASA ta VPS SShA rozroblyayut HPSC procesor na osnovi Cortex A53 dlya majbutnogo vikoristannya u kosmichnih korablyah DAHLIA vid YeKA procesor na osnovi Cortex R52 Na osnovi RISC V en Gaisler NOEL V 64 bit Vivchennya problem radiacijnoyi zagartovanostiRozrobci ta analizu zmicnenoyi radiaciyeyu elektroniki rozrobci metodiv viprobuvan ta planiv zabezpechennya radiacijnoyi tverdosti ta rozrobci rishen specifichnih dlya sistemi problem pov yazanih z radiacijnimi efektami spriyaye en ISDE Nacionalna laboratoriya Brookhaven Nacionalna laboratoriya Lourensa Berkli Los Alamoska nacionalna laboratoriya nacionalna laboratoriya Kanadi z pitan yadernoyi fiziki ta fiziki elementarnih chastinok TRIUMF Sandia National Laboratories ESCC i t d Div takozhMikroshema Kod Greya Vidstan Gemminga Bit parnosti Marsianskij rozviduvalnij suputnik Messenger RITEGPrimitkiRadiacijna stijkist elektronnih priladiv Shishkin R Elektronika 2017 https www microsemi com document portal doc download 130760 neutron seu faq Research gaisler com Procitovano 4 chervnya 2021 Inc Moog Moog Space Industry Homepage www moog com angl Procitovano 4 chervnya 2021 NASA Technical Reports Server NTRS PDF ntrs nasa gov Procitovano 4 chervnya 2021 dahlia h2020 eu DAHLIA project website Deep sub micron microprocessor for spAce rad Hard appLIcation Asic amer Procitovano 4 chervnya 2021 ESCC European Space Components Coordination spacecomponents org Procitovano 4 chervnya 2021

Дата публікації:
Топ