Сравнительный анализ радиационно-стойких микросхем ПЗУ Текст научной статьи по специальности «Компьютерные и информационные науки»

Сравнительный анализ

радиационно-стоИких микросхем ПЗУ

Александр ПоПович

[email protected]

в статье приводится сравнение характеристик радиационно-стойких микросхем ПЗУ различных производителей.

При выборе микросхем однократно программируемой памяти, стойкой к воздействию ионизирующего излучения, разработчики сталкиваются с ограниченностью выбора. Так, если требуемая величина полной накопленной дозы (TID) должна быть не хуже 50 крад, для выбора остается всего несколько типов микросхем. К ним можно отнести микросхемы производства 3DPlus, Aeroflex и BAE Systems (таблица).

Фирма 3DPlus [1] предлагает только один вариант микросхемы однократно программируемой памяти, стойкой к радиации: 3DPO64M08VS2299, напряжение питания этой микросхемы составляет 3,3 В. Работоспособность ее, к сожалению, гарантируется только при поглощенной дозе до 50 крад. Объяснения терминов радиационной стойкости можно найти в статье [2].

Aeroflex [3] и BAE Systems [4] предлагают возможность выбора напряжения питания, то есть выпускают микросхемы с питанием как 3,3, так и 5 В. Микросхемы, выпускаемые BAE, имеют гарантированную работоспособность при поглощенной дозе (TID)

Таблица. Характеристики микросхем ПЗУ различных производителей

Производитель BAE Aeroflex 3DPlus

Наименование BAE238A790 BAE197A807 UT28F256VLQLE UT28F256QLE 3DP064M08VS2299

Организация 32Кх8 - 32Кх8 32Кх8 64Мх8

Напряжение питания, В 3,3 5 3,3 5 3,3

Максимальная накопленная доза, крад 200 200 от 0,1 до 1 Мрад от 0,1 до 1 Мрад 50

SEL LET, МэВ-см2/мг 120 120 110 110 120

SEU LET, МэВ-см2/мг 60 60 40 57 Нет данных

Сечение SEU, см2/кристалл 0 0 2,5х10-6 9,4х10-7 Нет данных

Поток ошибок на геостационарной орбите (худшие условия), ошибок на кристалл в день 0 0 2,5 х 10-12 5,1 х 10-15 Нет данных

Время доступа, нс 100 45 65 45 35

Корпус FP28 FP28 FP28 FP28 SOP44

до 200 крад [5]; линейка микросхем Aeroflex содержит микросхемы с TID от 100 крад до 1 Мрад [6].Сравнивая микросхемы однократно программируемой памяти BAE с аналогичными микросхемами ПЗУ Aeroflex, можно сказать, что и те, и другие имеют организацию 32Кх8 бит, время доступа к данным для 5-В версий 45 нс, 28-выводные корпуса flat pack с размерами 0,5x0,72 дюйма. Устойчивость к тиристорному защелкиванию (SEL) гарантируется фирмой BAE для частиц с линейной передачей энергии (LET) менее 120 МэВ-см2/мг, в то время как у Aeroflex этот параметр несколько хуже: LET < 110 МэВ-см2/мг. Потребление микросхем Aeroflex ниже, чем у микросхем BAE, однако нормируется оно для микросхем с низкой поглощенной дозой, а потребление микросхем BAE дается в условиях максимальной накопленной дозы. Поскольку мощность потребления нормируется при разных условиях, мы не привели ее в таблице.

Основным достоинством микросхем BAE является гарантированное дизайном отсутствие сбоев памяти (тестирование проводилось для частиц с LET до 60 МэВ-см2/мг). Aeroflex гарантирует поток отказов на геостационарной орбите на уровне 2,5х10-12 ошибок в день для 3,3-В микросхем и 5,1х10-15 ошибок в день для 5-В микросхем. Порог энергии частиц (линейной передачи энергии, LET), вызывающих сбои памяти в микросхемах Aeroflex, равен 40 МэВ-см2/мг для 3,3-вольтовых микросхем и 57 МэВ-см2/мг для 5-вольтовых.

Заключение

Приведенные параметры микросхем позволяют сделать следующие выводы: для систем, в которых ожидаемая поглощенная доза не превосходит 200 крад, предпочтительнее использовать микросхемы BAE, поскольку они лучше защищены от одиночных отказов. Микросхемы Aeroflex имеют версии, работающие при больших накопленных дозах, однако они менее стойки к одиночным отказам, поэтому необходимо использовать специальные решения для восстановления работоспособности систем. Все вышесказанное позволяет рекомендовать микросхемы однократно программируемой памяти BAE Systems (BAE238A790, BAE197A807) для применения в бортовой аппаратуре космических аппаратов, а также в других системах управления, критичных к сбоям и отказам. ■

Литература

1. http://www.3d-plus.com/ product.php?type=1&fm=21

2. Котельников Е. Actel FAQ // Компоненты и технологии. 2010. № 6.

3. http://www.aeroflex.com/ams/pagesproduct/ prods-hirel-mems.cfm

4. www.bae-radhard.ru

5. http://www.baesystems.com/BAEProd/groups/ public/documents/bae_publication/bae_pdf_eis_ rad_prom.pdf

6. http://www.aeroflex.com/ams/pagesproduct/ datasheets/256LVPROM6-06.pdf

КОМПОНЕНТЫ И ТЕХНОЛОГИИ • № 10 '2010