ИССЛЕДОВАНИЯ СБОЕУСТОЙЧИВОСТИ ЭЛЕКТРОННЫХ КОМПОНЕНТОВ ПОД ДЕЙСТВИЕМ ОТДЕЛЬНЫХ ЧАСТИЦ

Актуальной проблемой на сегодняшний день является обеспечение отказоустойчивости в систе-мах управления, работающих в условиях воздействия высокоэнергетических частиц, например, космического излучения, состоящего главным образом из протонов, имеющих энергию до 1020 эВ. Таких частиц довольно мало, но они в результате взаимодействия с веществом продуцируют нейтроны, часть из которых в результате упругих столкновений с атомами кремния (это основная составляющая современной микросхемы) дают первично выбитые атомы (ПВА) достаточной энергии для генерации электронно-дырочных пар в полупроводнике, и уже они, воздействуя на работающий транзистор, могут дать сбой в работе всего устройства. Сразу ясно, что теоретический расчет здесь сильно затруднен из-за сложности описанных выше процессов, и поэтому нужны эксперименты с реальным облучением и измерением количества сбоев. В данной работе экспериментально исследуется сбоеустойчивость при воздействии нейтронов Pu-Be источника со средней энергией около 3.8 МэВ, на интегральную микросхему. Разработан экспериментальный стенд, фиксирующий количество сбоев в микросхеме при облучении. Демонстрируется возмож-ность повышения отказоустойчивости микросхем ПЛИС за счет использования резервирования (пространственного и временного троирования)

1. Голяков А.Д., Ричняк А. М. Исследование отказоустойчивости оптико-электронной навигационной системы автономного космического аппарата // Труды МАИ, 2021, В. № 117. C. 20-42

2. Ефименко Е.В., Фанченко С.С., Александров П.А. Исследование влияния облучения нейтронами на отказоустойчивость микросхемы // Proceedings of the National Academy of Sciences Physics, 2022, Т. 57, № 3, С. 457- 462.

3. Александров П.А., Жук В.И., Литвино В.Л. Способы построения отказоустойчивых цифровых микросхем и оценки вероятностей их отказа, вызванного облучением Москва: ПоРог, 2019.

4. Haider F.A., Chee F.P., Hassan H.A. Changes in electrical properties of MOS transistor induced by single 14 MeV neutron // AIP Conference Proceedings, 2016, 1704, 050015.

5. Petersen E. L. Single Event Effects in Aerospace New Jercy: IEEE Press, 2011, 978-1-118-08431-1.

6. Mark W.L. Evaluation of the Leon3 Soft-Core Processor Within a Xilinx Radiation-Hardened Field-Programmable Gate Array. SANDIA REPORT, 2012, 0454.

7. Cannon M. Improving the Single Event Effect Response of Triple Modular Redundancy on SRAM FPGAs Through Placement and Routing. Brigham Young University ProQuest Dissertations Publishing, 2019, 22616967.