Радиационная закалка

Не путать с жестким излучением или радиационным охрупчиванием .

Информацию об упрочнении материалов, вызванном радиацией, см. в разделе « Радиационные повреждения» .

Радиационная закалка — это процесс придания электронных компонентов и схем устойчивости к повреждениям или сбоям, вызванным высоким уровнем ионизирующего излучения ( излучение частиц и высокоэнергетическое электромагнитное излучение ), особенно для окружающей среды в космическом пространстве (особенно за пределами низкой околоземной орбиты ), вокруг ядерных реакторов и ускорителей частиц , а также во время ядерных аварий или ядерной войны .

Большинство полупроводниковых электронных компонентов подвержены радиационному повреждению, а радиационно-стойкие ( радиационно-стойкие ) компоненты основаны на их незакаленных эквивалентах с некоторыми конструктивными и производственными вариациями, которые снижают восприимчивость к радиационному повреждению. Из-за обширных разработок и испытаний, необходимых для создания радиационно-устойчивой конструкции микроэлектронного чипа, технология радиационно-стойких чипов имеет тенденцию отставать от самых последних разработок.

Радиационно-стойкие продукты обычно подвергаются одному или нескольким тестам на результирующие эффекты, включая общую ионизирующую дозу (TID), эффекты повышенной мощности низкой дозы (ELDRS), повреждение от смещения нейтронов и протонов и эффекты одиночного события (SEE).

Проблемы, вызванные радиацией

См. Также: Радиационное повреждение.

Среда с высоким уровнем ионизирующего излучения создает особые проблемы при проектировании. Одна заряженная частица может выбить тысячи электронов , вызывая электронный шум и всплески сигнала . В случае цифровых схем это может привести к неточным или непонятным результатам. Это особенно серьезная проблема при проектировании спутников , космических кораблей , будущих квантовых компьютеров . военные самолеты , атомные электростанции и ядерное оружие . Чтобы обеспечить правильную работу таких систем, производители интегральных схем и датчиков, предназначенных для военного или аэрокосмического рынка, используют различные методы радиационной защиты. Полученные в результате системы называются радиационно-защищенными , радиационно-стойкими или (в контексте) защищенными .

Основные источники радиационного поражения

Типичными источниками воздействия ионизирующего излучения на электронику являются радиационные пояса Ван Аллена для спутников, ядерные реакторы на электростанциях для датчиков и цепей управления, ускорители частиц для управляющей электроники, особенно устройства обнаружения частиц , остаточное излучение изотопов в материалах упаковки чипов , космическое излучение. для космических кораблей и высотных самолетов, а также ядерные взрывы для потенциально всей военной и гражданской электроники.

• Космические лучи приходят со всех направлений и состоят примерно из 85% протонов , 14% альфа-частиц и 1% тяжелых ионов , а также рентгеновского и гамма-излучения. Большинство эффектов вызывают частицы с энергией от 0,1 до 20 ГэВ . Атмосфера фильтрует большинство из них, поэтому они представляют опасность в первую очередь для космических кораблей и высотных самолетов, но также могут воздействовать и на обычные компьютеры на поверхности.
• События солнечных частиц происходят со стороны Солнца и состоят из большого потока протонов высокой энергии (несколько ГэВ) и тяжелых ионов, опять же сопровождаемых рентгеновским излучением.
• Радиационные пояса Ван Аллена содержат электроны (приблизительно до 10 МэВ) и протоны (до 100 МэВ), захваченные в геомагнитном поле . Поток частиц в регионах, находящихся дальше от Земли, может сильно различаться в зависимости от реальных условий Солнца и магнитосферы . Из-за своего положения они представляют опасность для спутников.
• Вторичные частицы возникают в результате взаимодействия других видов излучения со структурами вокруг электронных устройств.
• Ядерные реакторы производят гамма-излучение и нейтронное излучение , которое может повлиять на схемы датчиков и управления на атомных электростанциях .
• Ускорители частиц производят протоны и электроны высокой энергии, а вторичные частицы, образующиеся в результате их взаимодействия, вызывают значительные радиационные повреждения чувствительных компонентов управления и детекторов частиц, порядка 10 Мрад[Si]/год для таких систем, как Большой адронный коллайдер. .
• Ядерные взрывы производят короткий и чрезвычайно интенсивный всплеск широкого спектра электромагнитного излучения, электромагнитного импульса (ЭМИ), нейтронного излучения и потока как первичных, так и вторичных заряженных частиц. В случае ядерной войны они представляют потенциальную угрозу для всей гражданской и военной электроники.
• Материалы упаковки чипов были коварным источником радиации, которая, как выяснилось, вызывала программные ошибки в новых DRAM чипах в 1970-х годах. Следы радиоактивных элементов в упаковке чипов вызывали образование альфа-частиц, которые затем время от времени разряжали некоторые конденсаторы, используемые для хранения битов данных DRAM. Сегодня эти эффекты удалось уменьшить за счет использования более чистых упаковочных материалов и использования кодов исправления ошибок для обнаружения и частого исправления ошибок DRAM.

Радиационное воздействие на электронику

Фундаментальные механизмы

Имеют место два фундаментальных механизма повреждения:

Смещение решетки

Смещение решетки вызывают нейтроны , протоны, альфа-частицы, тяжелые ионы и гамма-фотоны очень высоких энергий . Они изменяют расположение атомов в кристаллической решетке , создавая стойкие повреждения и увеличивая количество центров рекомбинации , обедняя неосновные носители и ухудшая аналоговые свойства затронутых полупроводниковых переходов . Как ни странно, более высокие дозы в течение короткого времени вызывают частичный отжиг («заживление») поврежденной решетки, что приводит к меньшей степени повреждения, чем при воздействии тех же доз с низкой интенсивностью в течение длительного времени (LDR или низкая мощность дозы). Этот тип проблемы особенно важен для биполярных транзисторов , которые зависят от неосновных носителей в своих базовых областях; увеличенные потери, вызванные рекомбинацией, транзистора приводят к потере коэффициента усиления (см. Нейтронные эффекты ). Компоненты, сертифицированные как ELDRS (повышенная чувствительность к низкой мощности дозы), не обнаруживают повреждений при потоках ниже 0,01 рад(Si)/с = 36 рад(Si)/ч.

Эффекты ионизации

Эффекты ионизации вызываются заряженными частицами, в том числе с энергией, слишком низкой, чтобы вызвать эффекты решетки. Эффекты ионизации обычно кратковременны, создавая сбои и мягкие ошибки, но могут привести к разрушению устройства, если они запускают другие механизмы повреждения (например, защелку ). К этой же категории может относиться и фототок , вызванный ультрафиолетовым и рентгеновским излучением. Постепенное накопление дырок в оксидном слое в МОП- транзисторах приводит к ухудшению их работоспособности, вплоть до выхода устройства из строя при достаточно высокой дозе (см. Эффекты полной ионизирующей дозы ).

Эффекты могут сильно различаться в зависимости от всех параметров – типа излучения, общей дозы и потока излучения, комбинации типов излучения и даже типа нагрузки устройства (рабочая частота, рабочее напряжение, фактическое состояние транзистора в момент его срабатывания). в него попадает частица) – что затрудняет тщательное тестирование, отнимает много времени и требует большого количества тестовых образцов.

Результирующие эффекты

Эффекты «конечного пользователя» можно охарактеризовать несколькими группами:

Нейтрон, взаимодействуя с решеткой полупроводника, вытеснит его атомы. Это приводит к увеличению количества центров рекомбинации и дефектов глубокого уровня , уменьшая время жизни неосновных носителей, что влияет на биполярные устройства больше, чем на КМОП . Биполярные устройства на кремнии имеют тенденцию показывать изменения электрических параметров на уровне 10 ¹⁰ до 10 ¹¹ нейтронов/см ² , устройства CMOS не затрагиваются до 10 ¹⁵ нейтронов/см ² . Чувствительность устройств может повышаться вместе с увеличением уровня интеграции и уменьшением размеров отдельных структур. Существует также риск наведенной радиоактивности, вызванной нейтронной активацией , которая является основным источником шума в астрофизических приборах высоких энергий . Наведенное излучение вместе с остаточным излучением примесей в использованных материалах может вызвать всевозможные единичные проблемы в течение срока службы устройства. GaAs Светодиоды , распространенные в оптопарах , очень чувствительны к нейтронам. Повреждение решетки влияет на частоту кварцевых генераторов . Сюда же относятся и кинетические энергетические эффекты (а именно смещение решетки) заряженных частиц.

Эффекты общей ионизирующей дозы

Кумулятивное повреждение решетки полупроводника ( повреждение смещения решетки ), вызванное ионизирующим излучением в течение времени воздействия. Он измеряется в радах и вызывает постепенное снижение производительности устройства. Общая доза, превышающая 5000 рад, поступившая на кремниевые устройства за секунды или минуты, приведет к долговременной деградации. В КМОП-устройствах излучение создает электронно-дырочные пары в изоляционных слоях затвора, которые вызывают фототоки во время их рекомбинации, а дырки, запертые в дефектах решетки в изоляторе, создают стойкое смещение транзисторов затвора и влияют на пороговое напряжение , делая МОП-транзисторы N-типа легче включать, а P-типа сложнее. Накопленный заряд может быть достаточно высоким, чтобы транзисторы оставались постоянно открытыми (или закрытыми), что приводит к выходу устройства из строя. Со временем происходит некоторое самовосстановление, но этот эффект не слишком значителен. Этот эффект аналогичен деградации горячих носителей в высокоскоростной электронике с высокой степенью интеграции. Кварцевые генераторы в некоторой степени чувствительны к дозам радиации, которые изменяют их частоту. Чувствительность можно значительно снизить, если использовать шлифованный кварц . Кристаллы природного кварца особенно чувствительны. Кривые радиационной эффективности для испытаний TID могут быть построены для всех процедур испытаний на результирующие эффекты. Эти кривые показывают тенденции производительности на протяжении всего процесса испытаний TID и включаются в отчет о радиационных испытаниях.

Эффекты транзиторной дозы

Кратковременный импульс излучения высокой интенсивности, обычно возникающий во время ядерного взрыва. Высокий поток излучения создает фототоки во всем теле полупроводника, заставляя транзисторы беспорядочно открываться, изменяя логические состояния триггеров и ячеек памяти . Необратимое повреждение может произойти, если продолжительность импульса слишком велика или если импульс вызывает повреждение перехода или защелкивание. Защелки обычно вызываются рентгеновскими лучами и вспышкой гамма-излучения при ядерном взрыве. Кристаллические генераторы могут перестать колебаться на время вспышки из-за мгновенной фотопроводимости , индуцированной в кварце.

Эффекты ЭМИ, генерируемые системами

SGEMP вызваны вспышкой излучения, проходящей через оборудование и вызывающей локальную ионизацию и электрические токи в материале микросхем, печатных плат , электрических кабелей и корпусов.

Цифровой ущерб: ПОСМОТРЕТЬ

Эффекты единичного события (SEE) широко изучаются с 1970-х годов. Когда частица высокой энергии проходит через полупроводник, она оставляет за собой ионизированный след. Эта ионизация может вызвать сильно локализованный эффект, аналогичный первой кратковременной дозе — незначительный сбой в выходном сигнале, менее благоприятный переворот битов в памяти или регистре или, особенно в мощных транзисторах , разрушительное запирание и перегорание. Эффекты одиночного события имеют важное значение для электроники спутников, самолетов и других гражданских и военных аэрокосмических приложений. Иногда в схемах, не использующих защелки, полезно ввести RC- цепи с постоянной времени , которые замедляют время реакции схемы сверх продолжительности SEE.

Однособытийный переходный процесс

SET происходит, когда заряд, собранный в результате ионизации, разряжается в виде паразитного сигнала, проходящего через цепь. Фактически это эффект электростатического разряда . Мягкая ошибка, обратимая.

Однособытие расстройство

Однособытийные сбои (SEU) или переходные радиационные эффекты в электронике — это изменения состояния битов памяти или регистра, вызванные взаимодействием одного иона с чипом. Они не наносят серьезного ущерба устройству, но могут вызвать длительные проблемы в системе, которая не сможет восстановиться после такой ошибки. Мягкая ошибка, обратимая. В очень чувствительных устройствах один ион может вызвать многоразрядное нарушение (MBU) в нескольких соседних ячейках памяти. SEU могут стать функциональными прерываниями с одним событием ( SEFI ), когда они нарушают схемы управления, такие как конечные автоматы , переводя устройство в неопределенное состояние, тестовый режим или остановку, которых затем потребуется сброс или выключение и выключение питания для восстановления . .

Блокировка одного события

SEL может возникнуть в любом чипе с паразитной структурой PNPN . Тяжелый ион или протон высокой энергии, проходящие через один из двух внутренних переходов транзистора, могут включить тиристороподобную структуру, которая затем остается « закороченной » (эффект, известный как защелка ), пока устройство не будет включено и включено и включено питание. . Поскольку эффект может возникнуть между источником питания и подложкой, может возникнуть разрушительно высокий ток, и деталь может выйти из строя. Серьезная ошибка, необратимая. Устройства с объемной КМОП-схемой наиболее восприимчивы.

Снимок одного события

Однособытийный моментальный возврат аналогичен SEL, но не требует структуры PNPN, может быть индуцирован в N-канальных МОП-транзисторах, коммутирующих большие токи, когда ион попадает вблизи стокового перехода и вызывает лавинное умножение носителей заряда . Затем транзистор открывается и остается открытым, что является серьезной ошибкой, которая необратима.

Выгорание, вызванное единичным событием

SEB может возникнуть в силовых МОП-транзисторах, когда подложка прямо под областью истока смещена в прямом направлении, а напряжение сток-исток выше, чем напряжение пробоя паразитных структур. Возникающий в результате большой ток и локальный перегрев могут привести к разрушению устройства. Серьезная ошибка, необратимая.

Однократный разрыв ворот

SEGR наблюдался в мощных МОП-транзисторах, когда тяжелый ион попадает в область затвора, когда к затвору приложено высокое напряжение. Затем в изолирующем слое диоксида кремния происходит локальный пробой , вызывающий локальный перегрев и разрушение (выглядящее как микроскопический взрыв ) области затвора. Это может произойти даже в ячейках EEPROM во время записи или стирания, когда ячейки подвергаются сравнительно высокому напряжению. Серьезная ошибка, необратимая.

ПОСМОТРЕТЬ тестирование

Хотя протонные пучки широко используются для тестирования SEE из-за их доступности, протонное облучение при более низких энергиях часто может недооценивать восприимчивость к SEE. Кроме того, протонные пучки подвергают устройства риску выхода из строя общей ионизирующей дозы (TID), что может исказить результаты протонного тестирования или привести к преждевременному выходу устройства из строя. Пучки белых нейтронов — предположительно наиболее репрезентативный метод испытаний SEE — обычно создаются из источников с твердой мишенью, что приводит к неравномерности потока и небольшой площади пучка. Пучки белых нейтронов также имеют некоторую степень неопределенности в своем энергетическом спектре, часто с высоким содержанием тепловых нейтронов.

Недостатков источников как протонов, так и источников расщепленных нейтронов можно избежать, используя моноэнергетические нейтроны с энергией 14 МэВ для испытаний SEE. Потенциальная проблема заключается в том, что эффекты единичных событий, вызванные моноэнергетическими нейтронами, не будут точно отражать реальные эффекты атмосферных нейтронов широкого спектра. Однако недавние исследования показали, что, наоборот, моноэнергетические нейтроны - особенно нейтроны с энергией 14 МэВ - могут быть использованы для довольно точного понимания сечений SEE в современной микроэлектронике.

Методы радиационной закалки

Радиационно-упрочненный кристалл 1886ВЭ10 микроконтроллера перед металлизацией .

Радиационно-упрочненный кристалл 1886VE10 микроконтроллера после металлизации. травления использования процесса

Физический

Закаленные чипы часто изготавливаются на изолирующих подложках вместо обычных полупроводниковых пластин. кремний на изоляторе ( SOI ) и кремний на сапфире ( SOS Обычно используются ). В то время как обычные чипы коммерческого класса могут выдерживать дозы от 50 до 100 грей (от 5 до 10 крад ), чипы SOI и SOS космического класса могут выдерживать дозы от 1000 до 3000 грей (от 100 до 300 крад ) . Когда-то многие чипы серии 4000 были доступны в радиационно-стойких версиях (RadHard). Хотя SOI устраняет события блокировки, улучшение жесткости TID и SEE не гарантируется.

Биполярные интегральные схемы обычно имеют более высокую устойчивость к излучению, чем схемы КМОП. Маломощные серии Schottky (LS) 5400 выдерживают 1000 крад, а многие устройства ECL выдерживают 10 000 крад.

Магниторезистивное ОЗУ , или MRAM , считается вероятным кандидатом на обеспечение радиационно-стойкой, перезаписываемой, энергонезависимой проводниковой памяти. Физические принципы и ранние тесты показывают, что MRAM не подвержена потере данных, вызванной ионизацией.

конденсаторов на основе DRAM часто заменяют более прочными (но более крупными и дорогими) SRAM .

Выбор подложки с широкой запрещенной зоной , что обеспечивает более высокую устойчивость к дефектам глубокого уровня; например карбид кремния или нитрид галлия .

Защита упаковки от радиоактивности для уменьшения воздействия на непокрытое устройство.

Защита самих чипов (от нейтронов) за счет использования обедненного бора (состоящего только из изотопа бора-11) в борофосфорсиликатного стекла, пассивирующем слое защищающем чипы, поскольку преобладающий в природе бор-10 легко захватывает нейтроны и подвергается альфа-распаду (см. мягкую ошибку ) .

Использование специального технологического узла для обеспечения повышенной радиационной стойкости. Из-за высоких затрат на разработку новых радиационно-стойких процессов по состоянию на 2016 год наименьший «истинный» радиационно-стойкий процесс (RHBP, Rad-Hard By Process) составляет 150 нм, однако были доступны радиационно-стойкие 65-нм FPGA, в которых использовалось некоторое количество технологий, используемых в «настоящих» радиационно-стойких процессах (RHBD, Rad-Hard By Design). По состоянию на 2019 год доступны радиационно-стойкие процессы с длиной волны 110 нм.

Использование ячеек SRAM с большим количеством транзисторов на ячейку, чем обычно (4T или 6T), что делает ячейки более устойчивыми к SEU за счет более высокого энергопотребления и размера ячейки.

Использование КМОП-транзисторов без края , которые имеют нетрадиционную физическую конструкцию и нетрадиционную физическую компоновку.

Логический

Память кода коррекции ошибок (память ECC) использует избыточные биты для проверки и, возможно, исправления поврежденных данных. Поскольку воздействие радиации повреждает содержимое памяти, даже когда система не обращается к ОЗУ, схема « скруббера » должна постоянно очищать ОЗУ; считывание данных, проверка избыточных битов на наличие ошибок данных, а затем запись любых исправлений в ОЗУ.

Резервные элементы могут использоваться на уровне системы. Три отдельные платы микропроцессора могут независимо вычислить ответ на расчет и сравнить свои ответы. Любая система, которая дает результат меньшинства, будет пересчитывать. Логика может быть добавлена ​​таким образом, что при возникновении повторяющихся ошибок в одной и той же системе эта плата отключается.

На уровне схемы могут использоваться резервные элементы. Один бит может быть заменен тремя битами и отдельной « логикой голосования » для каждого бита для непрерывного определения его результата ( тройная модульная избыточность ). Это увеличивает площадь конструкции микросхемы в 5 раз, поэтому ее следует зарезервировать для меньших конструкций. Но у него есть второстепенное преимущество: он также обеспечивает «отказоустойчивость» в режиме реального времени. В случае однобитового сбоя (который может быть не связан с излучением) логика голосования продолжит выдавать правильный результат, не прибегая к использованию сторожевого таймера . Голосование на уровне системы между тремя отдельными процессорными системами обычно требует использования некоторой логики голосования на уровне схемы для проведения голосования между тремя процессорными системами.

Можно использовать закаленные защелки.

Сторожевой таймер выполнит полный сброс системы, если не будет выполнена какая-либо последовательность действий, которая обычно указывает на то, что система работает, например операция записи со стороны встроенного процессора. Во время нормальной работы программное обеспечение планирует запись в сторожевой таймер через регулярные промежутки времени, чтобы предотвратить истечение таймера. Если радиация приводит к неправильной работе процессора, маловероятно, что программное обеспечение будет работать достаточно правильно, чтобы очистить сторожевой таймер. В конечном итоге сторожевой таймер истекает и вызывает полную перезагрузку системы. Это считается крайней мерой по отношению к другим методам радиационной закалки.

Применение в военной и космической промышленности

Радиационно-стойкие и радиационно-устойчивые компоненты часто используются в военных и аэрокосмических приложениях, включая приложения с точкой нагрузки (POL), источники питания спутниковых систем, понижающие импульсные регуляторы , микропроцессоры , FPGA , Источники питания FPGA и высокоэффективные низковольтные источники питания подсистем.

Однако не все компоненты военного уровня устойчивы к радиации. Например, американский стандарт MIL-STD-883 содержит множество тестов, связанных с радиацией, но не содержит спецификации для частоты фиксации одного события. Космический зонд «Фобос-Грунт» мог потерпеть неудачу из-за аналогичного предположения.

Объем рынка радиационно-стойкой электроники, используемой в космических приложениях, оценивается в 2,35 миллиарда долларов в 2021 году. По оценкам нового исследования, к 2032 году он достигнет примерно 4,76 миллиарда долларов.

Ядерная стойкость для телекоммуникаций

В телекоммуникациях термин «ядерная стойкость» имеет следующие значения:1) выражение степени, в которой ожидается ухудшение характеристик системы , установки или устройства в данной ядерной среде, 2) физические характеристики системы или электронного компонента , которые позволят выжить в среде, включающей ядерную излучение и электромагнитные импульсы (ЭМИ).

Примечания

1. Ядерная стойкость может выражаться как восприимчивостью , так и уязвимостью .
2. Степень ожидаемого снижения производительности ( например, время простоя, потеря данных и повреждение оборудования) должна быть определена или указана. Окружающая среда ( например, уровни радиации, избыточное давление, пиковые скорости, поглощенная энергия и электрическое напряжение) должна быть определена или указана.
3. Физические характеристики системы или компонента, обеспечивающие определенную степень живучести в данной среде, созданной ядерным оружием.
4. Ядерная твердость определяется для определенных или фактических количественных условий окружающей среды и физических параметров, таких как пиковые уровни радиации, избыточное давление, скорости, поглощенная энергия и электрическое напряжение. Это достигается с помощью проектных спецификаций и подтверждается методами испытаний и анализа.

Примеры радиационно-стойких компьютеров

• Система System/4 Pi , созданная IBM и используемая на борту космического корабля "Шаттл" ( вариант AP-101 ), основана на архитектуре System/360 .
• процессор RCA1802 8-битный , представленный в 1976 году, был первым серийно выпускаемым радиационно-стойким микропроцессором.
• PIC 1886VE — российский микроконтроллер с частотой 50 МГц, разработанный фирмой «Миандр» и изготовленный «Ситроникс-Микрон» по технологии объемного кремния 180 нм.
• на базе m68k :
  • Coldfire M5208 , используемый General Dynamics, представляет собой радиационно-стойкую альтернативу малой мощности (1,5 Вт).
• MIL-STD-1750A на основе:
  • RH1750 Plessey производства GEC- .
• Proton 100k SBC от Space Micro Inc., представленный в 2003 году, использует обновленную схему голосования под названием TTMR, которая смягчает сбои в результате одного события (SEU) в одном процессоре. Процессор — Экватор БСП-15.
• Proton200k ( TTMR SBC от Space Micro Inc, представленный в 2004 году, смягчает SEU благодаря своей запатентованной технологии тройного модульного резервирования ) и прерываниям функции одного события (SEFI) с технологией H-Core. Процессор представляет собой высокоскоростной Texas Instruments серии 320C6Xx процессор цифровых сигналов . Proton200k работает со скоростью 4000 MIPS, снижая при этом SEU.
• На базе MIPS :
  • RH32 Aerospace производится компанией Honeywell .
  • Mongoose -V, используемый НАСА, представляет собой 32-битный микропроцессор для бортовых компьютерных приложений космических кораблей (например, New Horizons ).
  • КОМДИВ -32 — 32-битный микропроцессор, совместимый с MIPS R3000 , разработанный НИИСИ , производства Курчатовского института , Россия.
• PowerPC / POWER на базе:
  • RAD6000 ( Одноплатный компьютер SBC), производимый компанией BAE Systems , включает в себя радиационно-стойкий процессор POWER1 .
  • RHPPC . производится компанией Honeywell Aerospace На основе усиленного PowerPC 603e .
  • SP0 и SP0-S производятся Aitech Defense Systems и представляют собой SBC cPCI высотой 3U, в котором используется SOI PowerQUICC-III MPC8548E , на базе PowerPC e500 способный поддерживать скорость обработки в диапазоне от 833 МГц до 1,18 ГГц.
  • RAD750 процессоре SBC, также производимый BAE Systems и основанный на PowerPC 750 , является преемником RAD6000.
  • SCS750 создан компанией Maxwell Technologies , которая сравнивает три ядра PowerPC 750 друг с другом для смягчения радиационного воздействия. Семь из них используются космическим кораблем Gaia .
  • Компания Boeing через свой Центр разработки спутников производит радиационно-стойкий вариант космического компьютера на базе PowerPC 750.
  • BRE440 от Broad Reach Engineering. IBM PPC440 на базе ядра Однокристальная система , 266 MIPS , PCI, 2x Ethernet, 2x UARTS, контроллер DMA, кэш L1/L2
  • Процессор RAD5500 является преемником RAD750 на базе PowerPC e5500 .
• На базе SPARC :
  • ERC32 2, 3, 4 и 5 — это радиационно-стойкие процессоры , и LEON разработанные Gaisler Research и Европейским космическим агентством . Они описаны на синтезируемом языке VHDL, доступном по лицензиям GNU Lesser General Public License и GNU General Public License соответственно.
  • Gen 6 Одноплатный компьютер (SBC), производимый Cobham Semiconductor Solutions (ранее Aeroflex Microelectronics Solutions), с поддержкой микропроцессора LEON .
• На базе ARM :
  • Vorago VA10820, 32-битный процессор ARMv6-M Cortex-M0 .
  • НАСА и ВВС США разрабатывают HPSC, процессор на базе Cortex-A53 для будущего использования на космических кораблях.
  • ESA DAHLIA, процессор на базе Cortex-R52
• На базе RISC-V :
  • Кобэм Гайслер РОЖДЕСТВО-V 64-бит.
  • НАСА Лаборатория реактивного движения выбрала Microchip Technology для разработки нового процессора HPSC на базе SiFive Intelligence X280.

См. Также: Сравнение встроенных компьютерных систем на борту марсоходов.

См. также

• Живучесть связи
• Программирование с учетом ЭМС
• Институт космической и оборонной электроники , Университет Вандербильта
• Марсианский разведывательный орбитальный аппарат
• МЕССЕНДЖЕР Ртутный зонд
• Марсоходы
• Буря (кодовое имя)
• Радиационное хранилище Юноны

Книги и отчеты

• Каллигаро, Кристиано; Гатти, Умберто (2018). Радиационная полупроводниковая память . Серия River Publishers по электронным материалам и устройствам. Речное издательство. ISBN  978-8770220200 .
• Холмс-Зидле, Эндрю; Адамс, Лен (2002). Справочник по радиационным эффектам (второе изд.). Издательство Оксфордского университета. ISBN  0-19-850733-Х .
• Леон-Флориан, Э.; Шенбахер, Х.; Тавлет, М. (1993). Сбор данных о дозиметрических методах и источниках излучения для испытаний материалов (Отчет). Комиссия по техническому надзору и безопасности ЦЕРН . ЦЕРН-ТИС-CFM-IR-93-03.
• Ма, Цо-Пин; Дрессендорфер, Пол В. (1989). Эффекты ионизирующего излучения в МОП-устройствах и схемах . Нью-Йорк: Джон Уайли и сыновья. ISBN  0-471-84893-Х .
• Мессенджер, Джордж К.; Эш, Милтон С. (1992). Влияние радиации на электронные системы (второе изд.). Нью-Йорк: Ван Ностранд Рейнхольд. ISBN  0-442-23952-1 .
• Олдхэм, Тимоти Р. (2000). Эффекты ионизирующего излучения в МОП-оксидах . Международная серия о достижениях в области твердотельной электроники и технологий. Всемирная научная. дои : 10.1142/3655 . ISBN  978-981-02-3326-6 .
• Платтетер, Дейл Г. (2006). Архив тетрадей краткого курса по радиационным эффектам (1980–2006 гг.) . ИИЭЭ . ISBN  1-4244-0304-9 .
• Шримпф, Рональд Д.; Флитвуд, Дэниел М. (июль 2004 г.). Радиационные эффекты и программные ошибки в интегральных схемах и электронных устройствах . Избранные темы электроники и систем. Том. 34. Всемирный научный. дои : 10.1142/5607 . ISBN  978-981-238-940-4 .
• Шредер, Дитер К. (1990). Полупроводниковые материалы и характеристики устройств . Нью-Йорк: Джон Уайли и сыновья. ISBN  0-471-51104-8 .
• Шульман, Джеймс Герберт; Комптон, Уолтер Дейл (1962). Центры цвета в твердых телах . Международная серия монографий по физике твердого тела. Том. 2. Пергамон Пресс.
• Холмс-Зидле, Эндрю; ван Линт, Виктор Эй Джей (2000). «Радиационные эффекты в электронных материалах и устройствах». В Мейерсе, Роберт А. (ред.). Энциклопедия физических наук и технологий . Том. 13 (Третье изд.). Нью-Йорк: Академическая пресса. ISBN  0-12-227423-7 .
• ван Линт, Виктор Эй Джей; Фланаган, Терри М.; Лидон, Роланд Юджин; Набер, Джеймс Аллен; Роджерс, Верн К. (1980). Механизмы радиационного воздействия в электронных материалах . Том. 1. Нью-Йорк: Джон Уайли и сыновья. п. 13073. Бибкод : 1980STIA...8113073V . ISBN  0-471-04106-8 . {{cite book}}: |journal= игнорируется ( помогите )
• Уоткинс, Джордж Д. (1986). «Вакансия решетки в кремнии». В Пантелидесе, Сократ Т. (ред.). Глубокие центры в полупроводниках: современный подход (второе изд.). Нью-Йорк: Гордон и Брич. ISBN  2-88124-109-3 .
• Уоттс, Стивен Дж. (1997). «Обзор радиационных повреждений кремниевых детекторов. Модели и дефектоскопия». Ядерные приборы и методы в физических исследованиях . Секция А. 386 (1): 149–155. Бибкод : 1997NIMPA.386..149W . дои : 10.1016/S0168-9002(96)01110-2 .
• Зиглер, Джеймс Ф.; Бирсак, Йохен П.; Литтмарк, Уффе (1985). Остановка и пробег ионов в твердых телах . Том. 1. Нью-Йорк: Пергамон Пресс. ISBN  0-08-021603-Х .

Внешние ссылки

• Федеральный стандарт 1037C ( ссылка заархивирована 1 марта 2011 г. на Wayback Machine )
• (I)интегрированный подход с COTS создает радиационно-устойчивый (SBC) для космоса – Чад Тибодо, Maxwell Technologies; Журнал COTS , декабрь 2003 г.
• Sandia Labs разработает (...) радиационно-стойкий Pentium (...) для космических и оборонных нужд - пресс-релиз Sandia, 8 декабря 1998 г.
  (также включает общий раздел «Справочная информация» о производственных процессах Sandia для радиационной закалки микроэлектроники)
• Радиационное воздействие на кристаллы кварца
• Институт космической и оборонной электроники Университета Вандербильта