Методы обеспечения стойкости микросхем к одиночным событиям при проектировании радиационно- стойких микросхем В.Н. Ачкасов, В.А. Смерек, Д.М. Уткин, В.К. - презентация

1 Методы обеспечения стойкости микросхем к одиночным событиям при проектировании радиационно- стойких микросхем В.Н. Ачкасов, В.А. Смерек, Д.М. Уткин, В.К. Зольников ФГУП «НИИЭТ», Воронежский Государственный Университет, Воронежская государственная лесотехническая академия Воронеж 2012

2 Для организации радиационно-стойкой ОЗУ СБИС 1830ВЕ32У применялись стандартные незащищенные блоки памяти. Схема состоит из трех блоков ОЗУ и блока определения ошибки Методы защиты от сбоев и оптимизация параметров на примере микросхем K1830BE32УМ и 1830ВЕ32У Страница 1

3 Защита от одиночных сбоев ОЗУ ИМС К1830ВЕ32УМ Страница 2 Методы защиты от сбоев и оптимизация параметров на примере микросхем K1830BE32УМ и 1830ВЕ32У

4 Страница 3 При использовании методов тройного резервирования ОЗУ в схемах разработки ФГУП «НИИЭТ», в СБИС 1830ВЕ32У рост площади кристалла составил 14%, а в СБИС К1830ВЕ32УМ – 2%. Методы защиты от сбоев и оптимизация параметров на примере микросхем K1830BE32УМ и 1830ВЕ32У

5 Страница 4 Так как в современных схемах объем ПЗУ играет определяющую роль в формировании потребительских свойств СБИС, методы тройного резервирования (TMR) для защиты от сбоев в них использовать нецелесообразно. Самым оптимальным видится использование корректирующих кодов Хэмминга. При организации ПЗУ схемы 1830ВЕ32У блоками по 1024 слов по 16 бит (1024х16) для каждого блока необходимо ввести дополнительные 1024 слов по 8 бит (1024х8) для того, чтобы осуществлялось исправление одной и фиксации двух ошибок в слове данных. В ИС К1830ВЕ32УМ использовались СФ-блоки памяти EEPROM со встроенной защитой данных кодом Хэмминга. Общая занимаемая площадь ПЗУ на кристалле составляет 42%, из них на долю проверочной информации приходится 13% от общей площади, занимаемой всеми элементами. Методы защиты от сбоев и оптимизация параметров на примере микросхем K1830BE32УМ и 1830ВЕ32У

6 Страница 5 Возникновение сбоя в комбинационных элементах при функционировании на максимальной частоте Методы защиты от сбоев и оптимизация параметров на примере микросхем K1830BE32УМ и 1830ВЕ32У

7 Страница 6 Методы защиты от сбоев и оптимизация параметров на примере микросхем K1830BE32УМ и 1830ВЕ32У Возникновение сбоя в комбинационных элементах при функционировании на частоте меньшей, чем максимальная

8 Результаты экспериментальных исследований микросхем К1830ВЕ32УМ и 1830ВЕ32У на стойкость к воздействию ТЗЧ Страница 7 Результаты испытаний показали повышение сбоеустойчивости микросхем К1830ВЕ53УМ по сравнению с остальными, присутствующими в эксперименте. Так при воздействии ионов Kr84 с ЛПЭ(Si) - 40 МэВ на микросхему 1882ВЕ53УМ были зафиксированы только тиристорные эффекты. При этом сечение ТЭ составляет σТЭ=2,1×10-4 см2 при NТЭ – 38 и Ф = 1,8×105 ион/см2. При воздействии ионов Kr84 с ЛПЭ(Si) - 40 МэВ на микросхему 1882ВЕ53У (Тема-3) были зафиксированы и одиночные сбои, и тиристорные эффекты. Сечение ОС составило σОС=3,47×10-5 см2 при NОС – 34 и Ф = 9,8×105 ион/см2, сечение ТЭ составило σТЭ=2,04×10-5 см2 при NТЭ – 20 и Ф = 9,8×105 ион/см2. При воздействии ионов Xe131 с ЛПЭ(Si) – 60 МэВ на микросхему 1830ВЕ32У (Танк-5) были зафиксированы только одиночные сбои. Сечение ОС составило σОС=6,67×10-7 см2 при NОС – 8 и Ф = 1,2×107 ион/см2.