Desenvolvimento de uma plataforma para ensaios de efeitos da radiação ionizantte em memórias

• Autor(a) principal: Evaldo Carlos Fonseca Pereira Junior
• Data de Publicação: 2015
• Tipo de documento: Dissertação
• Idioma: por
• Título da fonte: Biblioteca Digital de Teses e Dissertações do ITA
• Texto Completo: http://www.bd.bibl.ita.br/tde_busca/arquivo.php?codArquivo=3296
• topic: Radiação ionizante; Componentes SRAM; Plataformas de lançamento; Componentes de computadores; Ambientes aeroespaciais; Aquisição de dados; Partículas; Engenharia nuclear

Circuitos eletrônicos operando no espaço ou em altitudes elevadas na atmosfera, como, por exemplo, em sistemas embarcados em satélites e aeronaves, sofrem o impacto de íons e outras partículas ionizantes que podem afetar o seu correto funcionamento. A execução de ensaios em solo para determinar o comportamento de componentes e circuitos submetidos a radiações ionizantes é de grande auxílio tanto no projeto quanto na qualificação dos circuitos do produto final. Para os componentes eletrônicos básicos fornece importantes subsídios para o projetista procurar medidas preventivas, que possam ser consideradas no projeto, seja no desenvolvimento de circuitos tolerantes ou na aplicação de técnicas de proteção e/ou mitigação dos efeitos da radiação ionizante, de maneira que o sistema possa funcionar correta ou satisfatoriamente, atendendo às especificações de desempenho e tolerância da missão. Este trabalho descreve o desenvolvimento de uma plataforma para ensaios de efeitos da radiação ionizante em memórias SRAM de tecnologia 130 nm de uso comercial (COTS - do inglês, Commercial Off-The-Shelf). A plataforma pode realizar tanto ensaios para efeitos de dose acumulada (TID - Total Ionizing Dose) quanto para efeitos de eventos singulares (SEE - Single Event Effects). Neste trabalho são realizados ensaios de retenção de dados (DRF - Data Retention Fault). A plataforma é composta pelo sistema de aquisição de dados e controle e pelo sistema de irradiação. O sistema de aquisição de dados e controle trabalha em conjunto com o sistema de irradiação para ensaios dos efeitos de dose acumulada ou com o sistema de irradiação para os ensaios dos efeitos isolados de partículas. O sistema de aquisição de dados e controle é dividido em hardware e software. O hardware é composto por uma placa mãe controlado por um FPGA e placa filha. O software controla as funções de aquisição e transferência de dados executados pelo FPGA. Nos ensaios de efeitos de dose acumulada são obtidos: o valor do limiar de dose na qual a memória começa a perder a sua capacidade de retenção e o valor da dose acumulada onde a memória não é capaz de armazenar nenhum dado com segurança. Nos ensaios de efeitos isolados de partículas é obtida a taxa de erros devida a eventos singulares (SEU) para nêutrons de alta energia e para nêutrons térmicos. O ensaio de efeitos de dose acumulada até 1 Mrad não produziu alterações no desempenho da memória e os ensaios para neutros rápidos e para nêutrons térmicos produziram taxas de SEU de 2,82*10-4 Upset/disp*h e 1,18*10-3 Upset/disp*h, respectivamente, que resultarem nas respectivas seções de choque de SEU da memória de 8,54*10-15e 6,24*10-15cm2/bit.