星载计算机抗辐射加固技术

为掌握星载计算机系统级抗辐射加固技术 ,针对星载计算机的抗辐射薄弱环节 ,研究抗辐射加固措施 ,完成了 386ex三机变结构原理样机。重点研究了抗单粒子效应多机容错技术和存储器校验技术 ,抗总剂量效应屏蔽材料和屏蔽工艺。最后研究了实时多任务操作系统及其抗辐射问题。

新型微系统的辐射效应与抗辐射加固技术

本文介绍了微系统的发展历程、现状和趋势,着重介绍了新型微系统:系统级芯片和系统级封装,分析了新型微系统面临的科学问题,总结了新型微系统辐射效应研究现状,给出了新型微系统在辐射环境中应用需要研究的问题:辐射效应规律和机理、辐照效应实验测试方法、抗辐射加固技术,期望加大财力、物力和人力的投入力度,通过重大项目研究解决微系统在辐射环境应用中遇到的关键科学问题,提高国产微系统的可靠性,促进和保障国产微系统的国防应用.

CMOS集成电路总剂量效应加固技术研究现状

在核设施运行、乏燃料后处理、可控核聚变、航天卫星与太空探索、核军工、γ辐照站等存在强辐射的场景下,高能粒子、射线会与器件中的半导体材料相互作用产生辐射效应,对信号的完整性和精度产生较大影响。本文首先介绍了总剂量效应(TID)的作用机制,及其在MOS器件中的主要影响:总剂量效应会导致MOS管阈值电压漂移、跨导下降、载流子迁移率降低和电流额外泄漏等问题。其次,按照时间顺序依次阐述了近代以来总剂量效应在半导体器件特别是是CMOS器件中的具体影响,尤其对浅槽隔离氧化物(Shallow Trench Isolation, STI)受到总剂量效应的影响做了着重描述。最后,分析了在电路级中的总剂量效应,以及目前流行的几种抗辐射加固技术。

CMOS图像传感器总剂量辐照效应及加固技术研究进展

CMOS图像传感器(CIS)在空间辐射或核辐射环境中应用时,均会受到总剂量辐照损伤的影响,严重时甚至导致器件功能失效。文章从微米、超深亚微米到纳米尺度的不同CIS生产工艺、从3TPD(Photodiode)到4TPPD(Pinned Photodiode)的不同CIS像元结构、从局部氧化物隔离技术(LOCOS)到浅槽隔离(STI)的不同CIS隔离氧化层等方面,综述了CIS总剂量辐照效应研究进展。从CIS器件工艺结构、工作模式和读出电路加固设计等方面简要介绍了CIS抗辐射加固技术研究进展。分析总结了目前CIS总剂量辐照效应及加固技术研究中亟待解决的关键技术问题,为今后深入开展相关研究提供理论指导。

CMOS图像传感器单粒子效应及加固技术研究进展

互补金属氧化物半导体(Complementary Metal Oxide Semiconductor,CMOS)图像传感器(CMOS Image Sensor,CIS)在空间应用时会受到单个粒子辐照影响,这通常会导致CIS采集图像出现异常,严重时会导致器件功能失效。本文从不同粒子的角度:重离子、质子、电子和中子,从CIS容易发生的单粒子效应类型:单粒子瞬态(Single Event Transient,SET)、单粒子翻转(Single Event Upset,SEU)、单粒子闩锁(Single Event Latchup,SEL)、单粒子功能中断(Single Event Functional Interrupt,SEFI)等方面综述了CIS单粒子效应研究进展。简要介绍了CIS单粒子效应加固技术研究进展。分析总结了目前CIS单粒子效应及加固技术中亟待解决的问题,为今后深入开展相关研究提供理论参考。

MRAM的辐射效应分析及加固方法简述

回顾从首款商用磁随机存取存储器(MRAM)芯片面世以来国际上对MRAM芯片辐射效应的研究;总结MRAM总剂量电离效应和单粒子效应辐照试验研究结果,以及辐射效应导致MRAM读写错误的物理机制;分析辐射效应对磁性隧道结结构和性能的影响,并指出MRAM应当针对外围电路、存储单元晶体管和磁性隧道结等处不同类型辐射效应进行对应的抗辐射加固;最后从材料和工艺方面简要介绍MRAM加固方法。

第十三届全国抗辐射电子学与电磁脉冲学术年会征文通知

第十三届全国抗辐射电子学与电磁脉冲学术年会拟于2019 年7 月22 日~26 日在厦门举行。本届学会由中国核学会核电子学与核探测技术分会和四川省电子学会联合主办,中国工程物理研究院电子工程研究所承办。本届学会主要交流全国科研、院校和企业等单位在抗辐射加固技术方面的最新研究成果与动态,以促进核、微电子、电磁脉冲等多学科的融合发展。会议将出论文集,并评选优秀论文向核心期刊推荐发表。

低面积与低延迟开销的三节点翻转容忍锁存器设计

随着纳米级CMOS集成电路的不断发展,锁存器极易受恶劣的辐射环境影响,由此引发的多节点翻转问题越来越严重。该文提出一种基于双联互锁存储单元(DICE)和2级C单元的3节点翻转(TNU)容忍锁存器,该锁存器包括5个传输门、2个DICE和3个C单元。该锁存器具有较小的晶体管数量,大大减小了电路的硬件开销,实现低成本。每个DICE单元可用来容忍并恢复单节点翻转,而C单元具有错误拦截特性,可屏蔽由DICE单元传来的错误值。当任意3个节点翻转后,借助DICE单元和C单元,该锁存器可容忍该错误。基于集成电路仿真程序(HSPICE)的仿真结果表明,与先进的TNU加固锁存器设计相比,该锁存器的延迟平均降低了64.65%,延迟功耗面积积平均降低了65.07%。

面向航空环境的多时钟单粒子翻转故障注入方法

随着新型电子器件越来越多地被机载航电设备所采用,单粒子翻转(Single Event Upset,SEU)故障已经成为影响航空飞行安全的重大隐患。首先,针对由于单粒子翻转故障的随机性,该文对不同时刻发生的单粒子翻转故障引入了多时钟控制,构建了SEU故障注入测试系统。然后模拟真实情况下单粒子效应引发的多时间点故障,研究了单粒子效应对基于FPGA构成的时序电路的影响,并在线统计了被测模块的失效数据和失效率。实验结果表明,对于基于FPGA构建容错电路,采用多时钟沿三模冗余(Triple Modular Redundancy,TMR)加固技术可比传统TMR技术提高约1.86倍的抗SEU性能;该多时钟SEU故障注入测试系统可以快速、准确、低成本地实现单粒子翻转故障测试,从而验证了SEU加固技术的有效性。

一种新型低成本三节点翻转容错的锁存器设计

基于抗辐射加固技术,提出了一种新颖的低功耗的三模冗余三节点翻转容错锁存器,锁存器由三个单节点翻转自恢复模块组成,每个模块包含四个互锁的C单元,使用了时钟门控技术和快速通路,避免在透明期形成的电流竞争,从而降低了功耗和延迟。实验结果表明,与现有的加固锁存器相比,所提出的锁存器对于高阻态不敏感,该锁存器在牺牲20.65%面积开销的代价下,延迟平均下降了31.83%,功耗平均下降了42.41%,PDP下降了77.62%。

巍巍昆仑天地颂——写在“两弹”功臣乔登江八十华诞之际

四十三年前的深秋季节,在我们祖国的上空,一声春雷般的巨响向世界庄严宣告:中国人民依靠自己的力量胜利地掌握了核技术。从此,我国"两弹一星"事业不断取得辉煌的发展。这极大地鼓舞了中国人民的志气,振奋了中华民族的精神,为增强我国的科技实力特别是国防实力,奠定我国在国际舞台上的重要地位。如今,在举国上下欢庆建军八十周年之际,我们再一次向为"两弹一星"事业作出卓越贡献的老一代科学家和领导者、组织者致敬。我们要永远记住那火热的战斗岁月,永远记住那光荣的历史足印:1964年10月16日,我国第一颗原子弹爆炸成功;1966年10月27日,我国第一颗装有核弹头的地地导弹飞行爆炸成功;1967年6月17日,我国第一颗氢弹空爆试验成功;1970年4月24日,我国第一颗人造卫星发射成功。这是中国人民在攀登现代科技高峰的征途中创造的非凡的人间奇迹。而就在这些令全世界为之赞叹的日期背后,又凝聚着多少"两弹一星"研究者的汗水,他们在茫茫无际的戈壁荒原,在人烟稀少的深山峡谷,风餐露宿,不辞辛劳,克服着各种难以想象的艰难险阻,经受着生命极限的考验。他们运用有限的科研和试验手段,依靠科学,顽强拼搏,发奋图强,锐意创新,突破了一个个技术难关。他们所具有的惊人毅力和勇气,显示了中华民族在自力更生的基础上自立于世界民族之林的坚强决心和能力。我国核爆炸理论、应用与抗辐射加固技术研究的开创者乔登江院士就是其中的一位。几十年来,他不仅历历亲为地参加了每一次试验,主持开拓了我国核爆炸物理学研究领域,取得一系列创新成果;更在和平时期的今天,用自己"生命不息,奋斗不止"的敬业精神和乐观进取的生活态度谱写了一曲医学的奇迹,生命的赞歌。

深切缅怀我刊名誉主编乔登江院士

乔登江院士是我国著名的核技术专家，是我国核爆炸理论、效应、核试验安全和抗辐射加固技术研究的开创者之一。乔院士始终立足于科研工作的前沿，扎根于科研试验第一线，勤于耕耘，成果丰硕，为我国核武器的发展做出了突出贡献。