Расчетно-экспериментальная оценка стойкости электронных модулей к воздействию радиационных факторов космического пространства тема диссертации и автореферата по ВАК РФ 05.13.05, кандидат наук Ахметов, Алексей Олегович

• Ахметов, Алексей Олегович
• кандидат наук
• 2014

Оглавление диссертации кандидат наук Ахметов, Алексей Олегович

Содержание

ВВЕДЕНИЕ

ГЛАВА 1. ОСОБЕННОСТИ ПРОЯВЛЕНИЯ II ИССЛЕДОВАНИЯ РАДИАЦИОННЫХ ОТКАЗОВ ЭЛЕКТРОННЫХ МОДУЛЕЙ

1.1. Применение электронных модулей в бортовой аппаратуре космических

аппаратов

1.2. Радиационные эффекты в электронных модулях при воздействии ионизирующего излучения космического пространства

1.3. Методики проведения функционального контроля электронных модулей

Выводы

ГЛАВА 2. РАЗВИТИЕ ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНЫХ МЕТОДОВ И СРЕДСТВ ДЛЯ ИССЛЕДОВАНИЯ РАДИАЦИОННЫХ ЭФФЕКТОВ В ЭЛЕКТРОННЫХ МОДУЛЯХ

2.1 Методика испытаний электронных модулей на стойкость к воздействию ионизирующего излучения космического пространства но одиночным

эффектам

2.2 Методика выявления отдельных видов одиночных эффектов (тиристорпый эффект, одиночный сбой, функциональный сбой) при воздействии тяжелых заряженных

частиц и высокоэнергетичных протонов

2.3 Методика проведения функционального контроля электронных модулей при испытаниях на дозовые и одиночные эффекты

Выводы

ГЛАВА 3. ЛОКАЛЬНЫЕ ДОЗОВЫЕ НАГРУЗКИ В ЭЛЕКТРОННЫХ

МОДУЛЯХ

3.1 Обзор программного обеспечения для расчетов локальных дозовых нагрузок

3.2 Сравнение методов расчета локальных дозовых нагрузок

3.3 Экспериментальная верификация расчетных моделей в ПО Ра51гас1

3.4 Распределение локальных дозовых нагрузок в электронных модулях

3.5 Моделирование ослабления поглощенной дозы специализированными корпусами

3.6 Применение обратного метода Монте-Карло для расчета локальных дозовых нагрузок в электронных модулях

Выводы

ГЛАВА 4. ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНАЯ АПРОБАЦИЯ МЕТОДОВ И СРЕДСТВ ИСПЫТАНИЙ ЭЛЕКТРОННЫХ МОДУЛЕЙ К ВОЗДЕЙСВИЮ

ИОНИЗИРУЮЩЕГО ИЗЛУЧЕНИЯ КОСМИЧЕСКОГО ПРОСТРАНСТВА

4.1 Аппаратно-программный комплекс для проведения испытаний

4.2 Апробация методик проведения испытаний электронных модулей по одиночным эффектам

4.3 Апробация методик проведения испытаний электронных модулей по дозовмм эффектам

4.4 Статистика результатов испытаний

Выводы

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ

СПИСОК СОКРАЩЕНИЙ

Введение диссертации (часть автореферата) на тему «Расчетно-экспериментальная оценка стойкости электронных модулей к воздействию радиационных факторов космического пространства»

ВВЕДЕНИЕ

Диссертация направлена на решение актуальной научно-технической задачи по развитию расчетно-экспериментальных методов оценки радиационной стойкости электронных модулей (ЭМ) к воздействию ионизирующего излучения (ИИ) космического пространства (КП).

Актуальность темы диссертации

При создании современной бортовой электронной аппаратуры (БА) и систем управления космических аппаратов (КА) с целью улучшения тактико-технических характеристик, уменьшения сроков разработки и создания высокопроизводительных систем широко применяют ЭМ - многокристальные модули и системы в виде модуля (System on Module).

Эксплуатация ЭМ в составе БА КА связана с воздействием ИИ КП. Увеличение срока активного существования КА приводит к росту радиационных отказов и сбоев ЭМ, входящих в её состав, вызванных дозовыми и одиночными радиационными эффектами. Поэтому оценка радиационной стойкости ЭМ, которая во многих случаях определяет радиационную стойкость БА КА, при воздействии ИИ КП является актуальной задачей.

Уровень радиационного отказа ЭМ во многих случаях не определяется радиационной стойкостью (указанной в технических условиях (ТУ)) интегральных схем (ИС), входящих в его состав. Во-первых, это связано с тем, что критериальные параметры, определяющие стойкость ИС, во многих случаях не оказывают существенного влияния на стойкость ЭМ в целом (например, статический ток потребления ИС, токи утечки ИС и т.д.). Во-вторых, функциональные и электрические режимы работы ИС в составе ЭМ отличаются от критических режимов, определяющих стойкость ИС. Как правило, стойкость ЭМ оказывается выше, чем стойкость входящих в их состав ИС.

Таким образом, для достоверной оценки радиационной стойкости ЭМ необходимо разработать научно-методический аппарат по оценке их радиационной стойкости. При этом использование типовых методик и технических средств,

ориентированных на радиационные испытания ИС, требуют адаптации для испытаний ЭМ. Это связано со значительными геометрическими размерами ЭМ, неоднородностью полей излучения испытательных установок, а также большими трудозатратами на проведение полного или выборочного функционального контроля каждой ИС в составе ЭМ. Поэтому актуальной задачей является разработка методик и технических средств испытаний ЭМ на стойкость к воздействию ИИ КП по одиночным и дозовым эффектам.

Следствием протяженных геометрических размеров и сложной конструкции ЭМ, содержащих ИС и другие электронные компоненты в различных корпусах (пластиковые, металлокерамические, специализированные и др.), радиаторы, ребра жесткости и т.д. является существенная неоднородность локальных дозо-вых нагрузок (ЛДН) ИС в составе ЭМ. Для достоверной оценки дозовой стойкости ЭМ необходимо решить задачу определения ЛДН, которые могут быть рассчитаны методом секторного анализа и/или методами Монте-Карло (прямым и обратным). Метод секторного анализа позволяет проводить расчеты ЛДН за короткое время, но не учитывает физико-химические характеристики материалов, поэтому результаты расчетов имеют значительную погрешность при наличии в составе ЭМ материалов с большим или малым (относительно алюминия) зарядовым числом Ъ. Прямой метод Монте-Карло (ПМК) учитывает химический состав материалов и является наиболее точным, но требует значительных затрат машинного времени и, для сложных современных конструкций КА, практически неприменим. Обратный метод Монте-Карло (ОМК) позволяет учитывать реальные физико-химические характеристики материалов и проводить расчеты быстрее, но требует обоснования применимости для расчетов ЛДН ЭМ.

Актуальной задачей является анализ методов численного моделирования ЛДН ЭМ и выбор оптимального по точности и быстродействию метода.

Состояние исследований по проблеме.

В России и за рубежом мало работ, посвященных исследованиям радиационной стойкости ЭМ к воздействию ИИ КП. Есть большое количество работ, посвященных оценке стойкости отдельных ИС (микропроцессоры, ПЛИС, ОЗУ, Flash память и т.д.) и приближенным методам расчётов локальных дозовых нагрузок. За рубежом исследования представлены в работах авторов L. Desorgher, F. Lei, G. Santin, J-C. Thomas, R. Ecoffet, C. Chatry и других, в России - в работах В.М. Ужегова, А. И. Чумакова, О. А. Калашникова, П. В. Некрасова, Д. В. Бобровского, В. Ф. Зинченко, В. М. Антимирова. В зарубежных и отечественных работах методы и подходы оценки радиационной стойкости [18-22] ЭКБ существенно различаются, так же как и расчёты локальных дозовых нагрузок [36, 38], что в основном связано с разными экспериментальными установками для проведения исследований, режимами работы ИС и методикой облучения. В зарубежных работах основными экспериментальными установками для испытаний ЭМ на дозовую стойкость являются источники ионизирующего излучения на основе Со60, в то время как в России широкое распространение получили ускорители электронов работающие в режиме тормозного излучения.

На момент начала работы отсутствовали методики проведения испытаний, учитывающие специфику ЭМ на стойкость к воздействию ИИ КП, что снижало достоверность исследований и увеличивало время их проведения, также отсутствовали данные по необходимости учета низкой интенсивности при проведении испытаний ЭМ. При проведении испытаний ЭКБ на стойкость к воздействию протонов КП в основном применялись ускорители протонов с постоянной энергией и определение пороговых энергий протонов возникновения одиночных эффектов были затруднительным. Кроме того не был решен ряд методических и технических задач, которые кратко сводятся к следующим: - выбор оптимального режима облучения ЭМ на ускорителях протонов и ионов, а также применение лазерных методов для испытаний ЭМ;

- экспериментальное определение зависимости сечения одиночных эффектов в ЭМ при воздействии ОЯЧ КП;

- выбор оптимального метода численного моделирования ЛДН в ЭМ и оценка ослабления ЛДН специализированными защитными корпусами ИС в ЭМ;

- оценка влияния режима функционирования на стойкость ЭМ к воздействию ИИ КП.

Решению этих задач посвящена диссертация.

Цель диссертации: развитие методов и средств расчетно-экспериментальной оценки стойкости электронных модулей к воздействию ионизирующего излучения космического пространства, обеспечивающих повышение производительности испытаний и достоверности их результатов путем выбора оптимального режима облучения, автоматизации испытаний и уточнения уровней локальной дозовой нагрузки.

Основными задачами диссертации являются:

1. Разработка и развитие научно-методических средств испытаний ЭМ на стойкость к воздействию ИИ КП, с целью повышения достоверности испытаний и уменьшения трудозатрат.

2. Разработка аппаратно-программных средств испытаний ЭМ на стойкость к воздействию ИИ КП, для обеспечения автоматизации испытаний и классификации одиночных эффектов.

3. Апробация разработанных научно-методических и аппаратно-программных средств при приведении испытаний ЭМ.

4. Получение и анализ экспериментальных данных по стойкости ЭМ к воздействию ИИ КП.

5. Анализ методов численного моделирования ЛДН ЭМ и выбор оптимальных методов расчета ЛДН ЭМ в составе КА, проведение расчетных оценок ЛДН для типовых условий эксплуатации и оценка разброса ЛДН ЭМ.

Научная новизна работы состоит в следующем:

1. Разработана методика оценки стойкости ЭМ к воздействию ИИ КП по одиночным радиационным эффектам, основанная на продольном облучении ЭМ в двух направлениях иа ускорителях протонов для поиска наиболее чувствительных ИС, с последующим локальным облучением чувствительных ИС, позволяющая уменьшить трудозатраты и повысить достоверность результатов.

2. Разработана методика выявления отдельных видов одиночных эффектов (тиристорный эффект, функциональный сбой), основанная на последовательном сбросе (переконфигурации) ЭМ, отключении измерительной оснастки от ЭМ до парирования резкого возрастания тока в цепи питания при проведении испытаний ЭМ на стойкость к воздействию ОЯЧ КП.

3. Определены границы применимости (воздействие электронного и тормозного излучений) ОМК при оценках ЛДН для отдельных элементов ЭМ и КА.

4. Разработана методика оценки ЛДН ЭМ, основанная на учете ослабления ИИ КП корпусом КА, локальной защитой и специализированными корпусами ИС, отдельном вкладе протонов и электронов в формирование ЛДН, учете орбиты КА и моделировании ослабления ИИ КП методами Монте-Карло.

Практическая значимость работы:

1. Разработаны аппаратно-программные средства, предназначенные для автоматизации испытаний ЭМ к воздействию ОЯЧ КП, которые внедрены в АО «ЭНПО СПЭЛС».

2. Проведены испытания более 20 типов современных ЭМ - отечественных и зарубежных, широкого функционального назначения. Определены типовые показатели стойкости ЭМ основных функциональных и конструктивных классов.

3. Проведены оценки ЛДН для ряда ЭМ в составе РЭА КА.

4. Результаты диссертации вошли в отчетные материалы по НИР и составным частям ОКР (ММК-РВ, АСН-РМ-ИИКП, СРВ906-ТЗЧ, Двина-1621, Джип-57, Связь, Плата-Т, БИС-МВ-СВВ, Зеркало-2-СВВ, Интерфейс-6-СВВ, Мо-дуляция-ЗР), выполняемых в интересах Минобороны РФ, Росатома и предприятий оборонного комплекса (ОАО ЦНИИ «Циклон», ЗАО «ПКК Ми-ландр», ЗАО НТЦ «Модуль», НПП «ОПТЭКС», ОАО «РИРВ», ООО «ИРЗ ТЕСТ», ФГУП «ГНПРКЦ «ЦСКБ-Прогресс», ФГУП ВО «Радиоэкспорт»).

5. Разработанные научно-методическое обеспечение и аппаратно-программные средства внедрены в АО «ЭНПО СПЭЛС» и ИЭПЭ НИЯУ МИФИ.

6. Результаты диссертации внедрены в АО «ЭНПО СПЭЛС» при проведении радиационных испытаний отечественных и зарубежных ЭМ, комплектующих бортовую аппаратуру, на стойкость к факторам космического пространства в аппаратуре изделий 14В120, 14Ф142, 14Р18, 14Ф137, 14Ф148, 14К035, 14Ф31, Луч-5В, 47КС.

Положения, выносимые на защиту:

1. Методика испытаний ЭМ на стойкость к воздействию ИИ КП.

2. Научное обоснование возможности применения метода обратного Монте-Карло для расчётов ЛДН ЭМ и результаты расчетов ЛДН ЭМ, в том числе использующих компоненты в специализированных корпусах.

3. Аппаратно-программные средства для проведения испытаний и экспериментальных исследований ЭМ на радиационную стойкость.

4. Оригинальные результаты экспериментальных исследований более 20 типов ЭМ, подтверждающие обоснованность предложенных методик и средств для расчетно-эксперименталыюй оценки.

Апробация работы. Основные результаты диссертации докладывались на:

• российских научных конференциях "Радиационная стойкость электронных систем" (Лыткарино, 2011-2014 гг.);

• международной конференции по радиационным эффектам в компонентах и системах (The Conference on Radiation Effects on Components and Systems -RADECS) (Оксфорд 2013 г.);

• 13 ежегодный научно-практический семинар «Проблемы создания специализированных радиационно-стойких СБИС на основе гетероструктур» (Нижний Новгород, 2013);

• научных сессиях НИЯУ «МИФИ» (Москва, 2011 -2014 гг.);

• международном семинаре по европейской космической информационной системе (SPENVIS User's Workshop) (Брюссель, 2013);

• международной конференции по микроэлектронике, устройствам и материалам (50th International Conference on Microelectronics, Devices and Materials «MIDEM 2014») (Любляна 2014 г.);

• 7-й Курчатовской молодежной научной школе «Молодежь и наука», Москва 2009.

Основные результаты диссертации опубликованы в 28 работах (в период с 2009

по 2014 гг.), в том числе 3 в журналах из перечня ВАК.

Объем и структура диссертации. Диссертация содержит 119 страниц, в

том числе 47 рисунков, 9 таблиц, список литературы из 74 наименований и состоит из введения, четырех глав, заключения и списка литературы.

ГЛАВА 1.

ОСОБЕННОСТИ ПРОЯВЛЕНИЯ И ИССЛЕДОВАНИЯ РАДИАЦИОННЫХ ОТКАЗОВ ЭЛЕКТРОННЫХ МОДУЛЕЙ

Состав современных КА с каждым годом усложняется, в состав БА КА входят современные вычислительные комплексы и системы для обработки сложной цифровой и аналоговой информации. В настоящее время КА широко применяются для решения различных задач - телекоммуникация, разведка полезных ископаемых, метеопрогнозирование и т.д. КА работают в условиях космического ионизирующего излучения (ИИ) [21, 22], что предъявляет жёсткие требования к аппаратуре КА. В настоящее время в КА стали широко применяться ЭМ. Это приводит к необходимости оценки чувствительности данных устройств к воздействию ИИ КП перед установкой в аппаратуру КА.

Проводить оценку чувствительности ЭМ к воздействию ИИ КП по методикам, разработанным для ИС, не всегда возможно, в силу конструктивных особенностей ЭМ и разнообразия режимов работы. Поэтому, для повышения достоверности и снижения трудозатрат на испытания, необходимо проанализировать аспекты данной проблемы в части проведения функционального контроля и методик облучения ЭМ на испытательных установках.

1.1. Применение электронных модулей в бортовой аппаратуре

космических аппаратов

В соответствии с ГОСТ Р 52003-2003 [42] электронный модуль это конструктивно и функционально законченное радиоэлектронное устройство или радиоэлектронный функциональный узел, выполненное (выполненный) в модульном или магистрально-модульном исполнении с обеспечением конструктивной, электрической, информационной совместимости и взаимозаменяемости.

Коммерческие и специализированные ЭМ широко применяются в БА КА вследствие уменьшения сроков создания БА и возможности унификации отдельных узлов КА.

ЭМ по функциональному назначению можно разделить на:

• одноплатные компьютеры;

• 08Р-платформы;

• модули вторичного электропитания;

• видео контроллеры;

• модули аналогового, цифрового или цифроаналогового ввода/вывода;

• интерфейсные модули и т.д.

Конструктивно ЭМ представляют собой микросборки, выполненные на единой подложке в корпусе (обычно металлокерамический) или набор ИС, объединенных на печатной плате и выполняющих определенную функцию. Широкое распространение получили ЭМ в формате РС-104 [43], гшсгоРС [44], УМЕ [45], Сотрас1РС1 [46] и др.

На рисунке 1.1.1 представлен внешний вид микросборки Ви-61580УЗ-500, относящийся к классу интерфейсных ЭМ, и её структурная схема. На рисунке 1.1.2 представлена структурная схема ЭМ СМЕ137686ЬХ, относящегося к классу одноплатных компьютеров.

• Ч «м-rmiiiiiiiut;

П риёмоперед атчик капал Б

4

Управляющие сигналы и т.д.

î>

Кодеры/ декодеры, протокольная

логики, управляющая логика, интерфейс процессора

Рисунок 1.1.1. Типовая структурная схема микросборки стандарта М1Ь-8ТО-1553 и внешний вид вскрытого образца МС Ви-61580УЗ-500.

Stackable PC 1-104 Expansion Bus

SVGA

/ N

AMD Geode™ LX Processor

(333 or 500 MHz)

v_

Î

Surface Mount DDR SDRAM : [256 MB or 612 MB)

г EIDE Connector v »f

' 32-pm ATA.'IDE Disk Chip f 2 High Speed USB 2.0 Ports

Л

Companion

RTD Enhanced

aos

10/(00 Ethernet Controller

РС! 10 15А Вгйде

J

COM1 -4 RS-232-'422/485

COM3 Tranacewet

Super I/O

COM2 RS.23a'422-48S

COM4 Transceivei

LPC Interface

RTD Custom ASIC

P'QPPy

i 1 <

multiPort

PS/2 Mouse and Keyboard

Stackable PC/104 ISA Bus

Full 816-bit ISA bus with DMAS InBnupts

Рисунок 1.1.2 - Структурная схема ЭМ CME137686LX.

Видно, что ЭМ это сложно функциональные устройства, содержащие различные ИС, отличающиеся как технологией изготовления (КМОП ИС, БиК-МОП ИС, биполярные ИС), так и функциональным назначением.

Применение ЭМ в БА КА требует проведения испытаний на стойкость к воздействию ИИ КП. Анализ существующих методик проведения испытаний ЭМ на стойкость к воздействию ИИ КП и разработка новых методик требует анализа радиационных эффектов возникающих в ЭМ, чему посвящен следующий раздел.

1.2. Радиационные эффекты в электронных модулях при воздействии ионизирующего излучения космического пространства.

Радиационные эффекты в ЭМ при воздействии ИИ КП делятся на две группы: дозовые эффекты и одиночные эффекты при воздействии тяжелых заряженных частиц (ТЗЧ) и высоко-энергетичных протонов (ВЭП) КП [21,22]. Дозовая деградация ЭМ в КП в основном связана с потоками электронов и протонов и характеризуется низкой интенсивностью накопления дозы [47].

Одиночные и дозовые эффекты, которые могут проявляться в ЭМ, аналогичны эффектам в ИС (тиристорный эффект (ТЭ), одиночный сбой (ОС), функциональный сбой (ФС) и т.д.), но их регистрация в ЭМ может быть затруднена. Во-первых, это связано с тем, что токи потребления большинства ЭМ в динамическом режиме работы близки к значениям порядка 1 А и регистрация ТЭ с токами менее 100 мА затруднена, во-вторых, функциональный контроль ЭМ может не обеспечивать выявления одиночных эффектов в ЭМ вследствие особенностей функционирования ИС в составе ЭМ. На рисунке 1.2.1 показан график зависимости тока потребления ЭМ в зависимости от флюенса частиц при облучении протонами с энергией 1 ГэВ.

ф ст'2

Рисунок 1.2.1 - Зависимость тока потребления ЭМ СМЕ136686ЬХ от флюенса частиц при локальном облучении протонами с энергией 1 ГэВ

Видно, что средний уровень тока потребления ЭМ составляет порядка 0,8 А; броски тока, вызванные ТЭ, составляют от 50 мА до 1 А; также наблюдается кратковременное уменьшение тока потребления, вызванное функциональными сбоями и последующей перезагрузкой модуля. Неоднозначное проявление одиночных эффектов в ЭМ, наличие разнородных по своему функционалу ИС, требует разработки методики классификации эффектов для повышения достоверности результатов испытаний [12].

Следствием протяженных геометрических размеров ЭМ при определении их стойкости к воздействию ИИ КП является:

• необходимость декапсуляции ИС в составе ЭМ и последующее облучение на ускорителях ионов и/или лазерных источниках. Проведение испытаний на ускорителях ионов с большими пробегами в воздухе и материалах корпуса ИС и ЭМ не требует декапсуляции, однако таких установок, сертифицированных для испытаний ЭКБ, не существует;

• необходимость проведения большого количества сеансов (до нескольких десятков) на ускорителях протонов для локального облучения всех активных ИС. Также необходимо учитывать дозовую деградацию ЭМ при воздействии протонов, для предотвращения дозового отказа ЭМ до набора требуемой статистики по дозовым эффектам;

• Необходимость учета неоднородности поля излучения установок, при проведении испытаний ЭМ на стойкость к ИИ КП по дозовым эффектам.

1.3. Методики проведения функционального контроля электронных модулей

При испытаниях электронных модулей необходимо учитывать не только их протяженные геометрические размеры. При проведении функционального контроля (ФК) ЭМ возникает задача выбора метода ФК и его полноты. Для испытаний ИС широко применяются следующие методы ФК [5-7]: метод полного ФК, метод выборочного ФК, функциональный контроль в режиме работы реальной Б А К/1, тестирование СБИС по интерфейсу ЛАС, ФК с помощью тестовых векторов.

Метод полного ФК позволяет выявить все ошибки функционирования и отказы ЭМ, но занимает продолжительное время (от нескольких минут до часов). При радиационном воздействии проведение полного ФК может приводить к отжигу радиационных дефектов и затруднению детектирования одиночных эффектов.

Метод выборочного ФК основан на выборе наиболее критичных блоков ИС (например, конфигурационная память в программируемых логических интегральных схемах (ПЛИС); кэш-память, флэш-память, регистры управления в микропроцессорах) и широко используется для испытаний СБИС, но в ЭМ программный доступ к части ИС невозможен, поэтому выборочный функциональный контроль может быть использован для тестирования только части ИС или определенных блоков СБИС, к которым в ЭМ есть доступ. Тестирование ИС в составе ЭМ по интерфейсу ЛАС возможно, если все ИС объединены в цепь 1ТАО, но, как показано для ИС [2, 7], этот метод не всегда достоверен для ИС и может приводить к завышению радиационной стойкости ЭМ.

ФК с помощью тестовых векторов можно применять для ограниченного набора ЭМ и создание таких тестовых векторов является нетривиальной задачей, не всегда выполнимой в рамках ограниченного времени подготовки к испытаниям. Тестовые векторы в основном могут использоваться для тестирования ЭМ цифрового ввода/вывода, но для процессорных ЭМ, модулей, содер-

жащих АЦП/ЦАП и др. применение тестовых векторов для проведения функционального контроля ЭМ затруднительно.

Тестирование ЭМ в реальном режиме работы в БА КА применимо для радиационных испытаний, однако не всегда позволяет выявить одиночные эффекты при воздействии ТЗЧ и ВЭП. Также испытание ЭМ в реальном режиме работы приводит к тому, что стойкость ЭМ определяется для конкретного применения в БА КА и в дальнейшем распространение результатов испытаний на другие режимы работы (функциональные и электрические) невозможно.

Таким образом, можно выделить две основные особенности проведения ФК ЭМ:

• методы проведения ФК, разработанные для ИС, в большинстве случаев неприменимы для испытаний ЭМ. Если применять методики проведения ФК, разработанные для ИС, к каждой отдельной ИС, входящей в состав ЭМ, то это либо потребует значительных трудозатрат (несколько месяцев), либо будет невозможно в силу особенностей конкретного режима работы ИС в ЭМ;

• проведение ФК ЭМ в штатном режиме работы не позволяет дать заключение о радиационной стойкости ЭМ в целом, а только о стойкости ЭМ в конкретном режиме включения. Например, если в состав ЭМ цифроанало-гового ввода/вывода входят коммерческие АЦП/ЦАП, то, с большой долей вероятности, отказ ЭМ по дозовым эффектам будет определяться именно АЦП/ЦАП. При использовании такого ЭМ только для цифрового ввода/вывода, АЦП/ЦАП не будут задействованы в штатном режиме, и стойкость ЭМ по дозовым эффектам может быть завышена на порядок.

Выводы

Приведена краткая классификация ЭМ и обзор радиационных эффектов возникающих в ЭМ при воздействии ИИ КП. Радиационные эффекты в ЭМ аналогичны эффектам возникающим в ИС, однако их регистрация и классификация в ЭМ в большинстве случаев затруднена.

Методики функционального контроля применяемые для испытаний современных ИС в основном сводятся к выборочному функциональному контролю отдельных блоков ИС, но для ЭМ, в состав которых входит до 100 ИС, такой подход неприменим из-за больших трудозатрат.

Поэтому для ЭМ необходимо адаптировать существующие методики испытаний ЭМ на стойкость к воздействию ИИ КП, учитывающую как протяженные размеры ЭМ, так и особенности проведения функционального контроля, чему посвящена глава 2.

ГЛАВА 2.

РАЗВИТИЕ ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНЫХ МЕТОДОВ И СРЕДСТВ ДЛЯ ИССЛЕДОВАНИЯ РАДИАЦИОННЫХ ЭФФЕКТОВ В ЭЛЕКТРОННЫХ

МОДУЛЯХ.

Существует несколько методов испытаний ИС в составе ЭМ по одиночным эффектам [9-10, 18]:

• с использованием лазерного имитатора;

• с использованием ускорителя протонов;

• с использованием изотопного имитатора;

• с использованием ускорителей ТЗЧ.

Из-за малых пробегов ионов в материале корпуса, при работе на ускорителях ТЗЧ (с использованием короткопробежных ионов), необходимо проводить декапсуляцшо [48] ИС в ЭМ. Декапсуляция производится травлением части корпуса химическими реактивами (кислоты, хлорное железо) или механическим способом с последующим проведением ФК. Не всегда возможно получить полностью работоспособный ЭМ после последовательных вскрытий нескольких ИС из его состава. Также одновременное вскрытие нескольких ИС в ЭМ нецелесообразно из-за возможного катастрофического отказа одной из ИС в процессе облучения на ускорителе ТЗЧ.

Плюсом ускорителей ТЗЧ является большая область облучения (порядка

л

50 см ), что позволяет облучать ЭМ максимум за 4 сеанса (по 2 сеанса на одну сторону для модуля 10x10 см ). Это позволяет дать оценку об устройстве в целом, или, оставляя открытой для облучения одну ИС, можно выявить все чувствительные к ТЗЧ ИС (это потребует числа сеансов равное числу вскрытых ИС). Ускорители ТЗЧ, доступные для проведения испытаний ЭМ, обеспечивают набор ионов с различными линейными потерями энергии (ЛПЭ) в кремнии (от единиц до десятков МэВ-см /мг), это позволяет экспериментально получить зависимость сечения одиночного эффекта от ЛПЭ, по которой может быть рассчитана частота возникновения одиночного эффекта на орбите КА.

Протоны с энергией ~ 1 ГэВ обладают высокой проникающей способностью [49], это позволяет устанавливать несколько образцов ИС и ЭМ на оси пучка ускорителя и не требует вакууммирования рабочей зоны (в отличие от ускорителей ТЗЧ). К достоинствам протонов с энергией ~ 1 ГэВ относится возможность проведения натурных испытаний БА КА в целом или всего КА. К недостаткам ускорителей протонов стоит отнести меры радиационной безопасности на них - необходимо контролировать наведённую активность в образцах (актуально для ЭМ с большой степенью металлизации и для ИС с позолоченными выводами) и дозовую деградацию параметров ИС и ЭМ при воздействии протонов [50]. Линейные потери энергии от вторичных ядерных частиц в кремнии при воздействии протонами с энергией больше 200 МэВ не превышают 1415 МэВ-см /мг [51], поэтому при отсутствии одиночных эффектов при воздействии протонами, требуется проводить исследования на лазерных имитаторах и/или ускорителях ТЗЧ.

Установки сфокусированного лазерного излучения позволяют избежать части проблем, возникающих при испытаниях ЭМ на ускорителях протонов и ТЗЧ, однако, как и на ускорителях ТЗЧ, требуют декапсуляции ИС в составе ЭМ. Также при проведении испытаний требуется переход от энергии лазерного излучения в эквивалентные значения ЛПЭ. Это возможно с помощью специальных методик расчета эквивалентных ЛПЭ [52,53] или проведением совместных испытаний на лазерных установках и ускорителях ТЗЧ [54].

Список литературы диссертационного исследования кандидат наук Ахметов, Алексей Олегович, 2014 год

ЛИТЕРАТУРА

[1]Ахметов А.О., Малахов А.П., Рахимьянов A.C. Радиационные исследования высокоскоростных систем передачи данных // Радиационная стойкость электронных систем - Стойкость-2010. Научно-технический сборник. - М.: НИЯУ МИФИ, 2010. - С. 15, 16.

[2] Ахметов А.О., Бобровский Д.В., Калашников O.A., Некрасов П.В. Оценка радиационной стойкости ПЛИС EPF10K50 ф. Altera с использованием методики независимого функционального контроля // Радиационная стойкость электронных систем - Стойкость-2010. Научно-технический сборник. - М.: НИЯУ МИФИ, 2010. - С. 31, 32.

[3] Ахметов А.О., Бобровский Д.В., Калашников O.A., Некрасов П.В. Оценка радиационной стойкости микроконвертера ADUC841 ф. Analog Devices // Радиационная стойкость электронных систем - Стойкость-2010. Научно-технический сборник. - М.: НИЯУ МИФИ, 2010. - С. 39, 40.

[4] Ахметов А.О., Бобровский Д.В., Калашников O.A., Некрасов П.В. Оценка надежности методов функционального контроля микропроцессорных СБИС // Радиационная стойкость электронных систем - Стойкость-2010. Научно-технический сборник. -М.: НИЯУ МИФИ, 2010.-С. 161, 162.

[5] Ахметов А.О., Бобровский Д.В., Калашников O.A., Некрасов П.В. Метод выборочного функционального контроля микропроцессоров при проведении радиационных исследований // Радиационная стойкость электронных систем - Стойкость-2010. Научно-технический сборник. - М.: НИЯУ МИФИ, 2010.-С. 163, 164.

[6] Ахметов А.О., Некрасов П.В., Каракозов А.Б., Смиренный A.A. Разработка модуля тестирования интерфейса внешней памяти МК при проведении радиационных исследований // Радиационная стойкость электронных систем - Стойкость-2010. Научно-технический сборник. - М.: НИЯУ МИФИ, 2010. - С. 239 - 241.

[7] Ахметов А.О., Бобровский Д.В., Некрасов П.В. Система контроля работоспособности функционально сложных интегральных микросхем при проведении радиационных исследований // VII Курчатовская молодежная научная школа. Сборник аннотаций. - М.: РНЦ «Курчатовский институт», 2009. - С. 137.

[8]Ахметов А.О. Анализ радиационной стойкости контроллеров мультиплексного канала связи по ГОСТ Р 52070-2003 (MIL-STD-1553А/В) отечественного и зарубежного производства // IX Межотраслевая конференция по радиационной стойкости. ФГУП «РФЯЦ-ВНИИТФ» им. академ. Е.И. Забабахина, г. Снежинск, 2010.

[9] Ахметов А.О., Бобровский Д.В., Калашников O.A., Некрасов П.В.. Исследование одноплатных компьютеров на стойкость к воздействию ВЭП // Радиационная стойкость электронных систем - Стойкость-2011. Научно-технический сборник. - М.: НИЯУ МИФИ, 2011. - С. 34-36.

[10] Ахметов А.О. Особенности исследования стойкости одноплатных компьютеров к воздействию отдельных ядерных частиц // Журнал «Спецтехника и связь» (входит в перечень ВАК), № 4-5. М.: 2011. - С. 21-25.

[11] Ахметов А.О., Бобровский Д.В., Савченков Д.В.. Исследование катастрофических отказов ПЛИС семейства ХС95000 при воздействии ТЗЧ // НАУЧНАЯ СЕССИЯ НИЯУ МИФИ-2012. Аннотации докладов, в 3 томах. Т. 1. М.: НИЯУ МИФИ, 2012. - С. 102.

[12] Ахметов А.О, Бобровский Д.В., Калашников O.A. и др. Методика испытаний цифровых интегральных схем на стойкость к воздействию отдельных ядерных частиц. // Известия Вузов. Электроника (входит в перечень ВАК)-2011-2012.

[13] А.О. Ахметов. Анализ стойкости процессорного модуля СРВ906 к воздействию высокоэнергитичных протонов // НАУЧНАЯ СЕССИЯ НИЯУ МИФИ-2013. Аннотации докладов. М.: НИЯУ МИФИ, 2013.

[14] A.O. Akhmetov, D.V. Boychenko, D.V. Bobrovsky, A.I. Chumakov, O.A. Kalashnikov, L.N. Kessarinskiy, A.Y. Nikiforov. The FASTRAD forward Monte Carlo module verification using extrapolated range of electrons. // The Proceedings of the MIDEM 2014 Conference, pp. 189-190.

[15] D.V. Bobrovsky, G.S. Sorokoumov, A.A. Pechenkin, A.O. Akhmetov, P.V. Nekrasov. The method of SEL and SEFI separation in complex ICs. // The Proceedings of the MIDEM 2014 Conference, 2014, pp. 101-104.

[16] A.O. Akhmetov, D.V. Boychenko, D.V. Bobrovskiy, A.I. Chumakov, O.A. Kalashnikov, A.Y. Nikiforov, P.V. Nekrasov. System on module total ionizing dose distribution modeling // Proceedings of the International Conference on Microelectronics, ICM, art. no. 6842156, 2014, pp. 329-331. (входит в базу данных Scopus).

[17] A.O. Akhmetov, A.V. Yanenko, A.I. Bazhan, Proton accelerator with adjustable energy for ICs radiation test // Radiation and Its Effects on Components and Systems (RADECS), 2013 14th European Conference, vol.1, no.3, pp. 23-27 Sept. 2013.

[18] ГОСТ PB 5962-004.10. Изделия электронной техники. Микросхемы интегральные. Методы испытаний. Испытания на стойкость к воздействию специальных факторов и импульсную электрическую прочность.

[19] G.M. Castillo and В.A. Ratkevich, "Single event upset testing of commercial off-the-shelf electronics for launch vehicle applications", Aerospace Conference, 2011 IEEE

[20] Davis, Chad Lee, "A Feasibility Study for Using Commercial Off The Shelf (COTS) Hardware for Meeting NASA's Need for a Commercial Orbital Transportation Services (COTS) to the International Space Station - [COTS] ." Master's Thesis, University of Tennessee, 2011. http://trace.tennessee.edu/utk_gradthes/965

[21] Радиационные эффекты в кремниевых интегральных схемах космического применения. К.И. Таперо, В.Н. Улимов, A.M. Членов. - М.: БИНОМ. Лаборатория знаний, 2012. - 304 с.

[22] Чумаков А.И. Действие космической радиации на интегральные схемы. - М.: Радио и связь, 2004. - 320 с.

[23] D. McMorrow, S. Buchner, М. Baze, R. Bartholet, R. Katz, M. O'Bryan, C. Poivey, K. A. Label, R. Ladbury, M. Maher, and F. W. Sexton, "Laser-induced latchup screening and mitigation in CMOS devices," IEEE Transactions on Nuclear Science, vol. 53, pp. 1819-2006, 2006.

[24] Максфилд К. Проектирование на ПЛИС. Курс молодого бойца. - М.: Издательский дом «Додэка-ХХ1», 2007. - 408 с.

[25] Некрасов П.В. Особенности функционального контроля микропроцессоров при радиационных испытаниях // Петербуржский журнал электроники, Электронстандарт. -2009. -№1- С.44-50.

[26] Бобровский Д.В. Методы и средства прогнозирования стойкости ПЛИС к воздействию радиационных факторов космического пространства: Диссертация на соискание ученой степени кандидата технических наук. -М.,2011.- 118 с.

[27] Чумаков А.И., Егоров А.Н., Маврицкий О.Б. и др. Сканирующий лазерный комплекс ПИКО-3 для моделирования ионизационных эффектов в ИС/ Радиационная стойкость электронных систем - Стойкость-2009. Научно-технический сборник. - М.: МИФИ, 2009. - С181-182.

[28] http://www.3d-plus.com/radiation-assurance.php

[29] www.maxwell.com/products/microelectronics

[30] Allison, J., Amako, К., Apostolakis Geant4 developments and applications (2006) IEEE Transactions on Nuclear Science, 53 (1), pp. 270-278.

[31 ] http://empc.com/novice.php; http://www.empcnovice.com/

[32] Heynderickx, D., Quaghebeur, В., Wera, J., Daly, E.J., Evans, II.D.R. ESA's space Environment information system (SPENVIS): A web-based tool

for assessing radiation doses and effects in spacecraft systems (2005) American Nuclear Society Embedded Topical Meeting - 2005 Space Nuclear Conference, pp. 548-552.

[33] Peyrard, P.F., Beutier, Т., Serres, О., Chatry, С., Ecoffet, R., Rolland, G., Boscher, D., Bourdarie, S., Inguimbert, C., Calvel, P., Mangeret, V. OMERE 2.0 a toolkit for space environment (2004) European Space Agency, (Special Publication) ESA SP, (536), art. no. IIP4, pp. 639-641.

[34] J.-C. Thomas, P. Pourrouquet, P.-F. Peyrard, D. Lavielle, R. Ecoffet, G. Rolland Fastrad V3.1 : Radiation shielding tool with a new Monte Carlo module, Radiation Protection and Shielding Division, 2010 Topical meeting, April 18-23, 2010, Las Vegas, NV, USA.

[35] Pourrouquet, P., Thomas, J.-C., Peyrard, P.-F., Ecoffet, R., Rolland, G. FASTRAD 3.2: Radiation shielding tool with a new Monte Carlo module (2011) IEEE Radiation Effects Data Workshop, art. no. 6062530, pp. 200-204.

[36] В.Ф. Зинченко, В.Д. Шиян, А.Д. Артемов, С.А. Соболев. Прогнозирование локальных дозовых нагрузок в критических узлах аппаратуры космических объектов. Вопросы атомной науки и техники, серия: Физика радиационного воздействия на радиоэлектронную аппаратуру, 2009, вып.2, стр.3-6.

[37] Böhlen, Т.Т., Cerutti, F., Chin, M.P.W., Fassö, A., Ferrari, A., Ortega, P.G., Mairani, A., Sala, P.R., Smirnov, G., Vlachoudis, V.

The FLUKA Code: Developments and challenges for high energy and medical applications (2014) Nuclear Data Sheets, 120, pp. 211-214.

[38] Козлов A.A., Гришанцева Л.А., Чумаков А.И. Система моделирования внутренней радиационной обстановки для космической аппаратуры -3D_SPACE // Радиационная стойкость электронных систем - «Стойкость-2005». М.:МИФИ, 2005. - Вып. 8. - С. 189-190.

[39] Desorgher, L., Lei, F., Santin, G. Implementation of the reverse/adjoint Monte Carlo method into Geant4(2010) // Nuclear Instruments and Methods in

Physics Research, Section A: Accelerators, Spectrometers, Detectors and Associated Equipment, 621 (1-3), pp. 247-257.

[40] В.Ф. Зинченко, B.M. Ужегов. Влияние материального состава защиты на прогнозируемые дозовые нагрузки в критических элементах космических аппаратов

[41] Т. Tabata, R. Ito, S. Okabe, Generalized semiempirical equations for the extrapolated range of electrons, Nuclear Instruments and Methods, 103(1), August 1972, pp. 85-91.

[42] ГОСТ P 52003-2003. Уровни разукрупнения радиоэлектронных средств. Термины и определения.

[43] PC/104 Specification Version 2.6, October 13, 2008. www.pcl04.org

[44] Гобчанский О.П. Применение MicroPC в вычислительных комплексах специального назначения // Современные технологии автоматизации. — 1997.-№ 1.- С. 38-41.

[45] ГОСТ Р МЭК 821—2000 Магистраль микропроцессорных систем для обмена информацией разрядностью от 1 до 4 байтов (магистраль VME)

[46] Слюсар В.И. В начале пути (CompactPCI Express).// Мир автоматизации. - 2006. - № 2. - С. 44 - 48.

http://www.slvusar.kiev.ua/Standart CPI EXPRESS.pdf

[47] Pershenkov, V.S., Bakerenkov, A.S., Yastrebov, А.Т., Solomatin, A.V., Belyakov, V.V., Shurenkov, V.V. Effect of radiation induced charge neutralization on ELDRS(2014) Advanced Materials Research, 1016, pp. 478-483.

[48] Kurita, Т., Kasashima, N., Yamakiri, H., Ichihashi, N., Kobayashi, N., Ashida, K., Sasaki, S. Development of the new 1С decapsulation technology (2011) Optics and Lasers in Engineering, 49 (9-10), pp. 1216-1223.

[49] Ускорительный комплекс ПИЯФ: испытания ЭКБ / Н.К. Абросимов, А.С. Воробьев, Е.М. Иванов и др. // Петербургский журнал электроники. 2009. № 1 (58).-С. 31-43.

[50] Edward Petersen. Single event effects in aerospace. IEEE Press, 2011.

[51] РД В 319.03.58-2010. МИКРОСХЕМЫ ИНТЕГРАЛЬНЫЕ И ПРИБОРЫ ПОЛУПРОВОДНИКОВЫЕ. Методы испытаний и оценки стойкости интегральных схем и МДП-транзисторов по эффектам отказов от воздействия отдельных высокоэнергетичных тяжелых заряженных частиц и протонов космического пространства

[52] Печенкин А.А. Лазерные методы оценки стойкости КМОП БИС к ти-ристорным эффектам при воздействии отдельных ядерных частиц: Диссертация на соискание ученой степени кандидата технических наук. -М.,2012.- 126 с.

[53] А.И. Чумаков, А.Л. Васильев, А.А. Печенкин, Д.В. Савченков, А.С. Тарараксин, А.В. Яненко, Оценка параметров чувствительности БИС к эффектам воздействия отдельных ядерных частиц с использованием лазерной и импульсной гамма- установок, V Всероссийская научно-техническая конференция «Проблемы разработки перспективных микро-и наноэлектронных систем МЭС-2012», Сборник трудов, М.: ИППМ РАН, 2012, С. 594-597.

[54] Савченков Д.В. Развитие лазерных методов испытаний интегральных схем на стойкость к воздействию отдельных ядерных частиц: Диссертация на соискание ученой степени кандидата технических наук. - М.,2014. -137 с.

[55] Adams, L., Nickson, R., Millward, D.G., Strobel, D.J., Czajkowski, D. A dosimetric evaluation of the RADPAK™ using mono-energetic electrons and protons (1996) IEEE Transactions on Nuclear Science, 43 (3 PART 1), pp. 1014-1017.

[56] ASTM ISO / ASTM51649-05, Standard Practice for Dosimetry in an Electron Beam Facility for Radiation Processing at Energies Between 300 keV and 25 MeV, ASTM International, West Conshohocken, PA, 2005

[57] T. Tabata, R. Ito, A generalized empirical equation for the transmission со-

efficient of electrons, Nuclear Instruments and Methods, 127(3), August 1975, pp. 429-434.

[58] A.O. Akhmetov, D.V. Boychenko, D.V. Bobrovskiy, A.I. Chumakov, O.A. Kalashnikov, L.N. Kessarinskiy, A.Y. Nikiforov The Fastrad forward Monte-Carlo module verification using extrapolated range of electrons (2014) MIDEM-2014 Conference

[59] Gaffey Jr., John D., Bilitza, Dieter NASA/National Space Science Data Center trapped radiation models(1994) Journal of Spacecraft and Rockets, 31 (2), pp. 172-176.

[60] A.B. Уланова, A.B. Согоян, А.И. Чумаков, А.Ю. Никифоров, А.Г. Петров. Особенности оценки радиационной стойкости микросхем в специализированных защитных корпусах. Конференция МЭС-2012

[61] MIL-STD-1553В: Digital Time Division Command/Response Multiplex Data Bus. United States Department of Defense, September 1978

[62] Label, K.A., Gigliuto, R.A., Szabo, C.M., Carts, M.A., Kay, M., Sinclair, Т., Gadlage, M., Duncan, A., Ingalls, D. Hardness assurance for total dose and dose rate testing of a state-of-the-art off-shore 32 nm CMOS processor (2013) IEEE Radiation Effects Data Workshop, art. no. 6658198

[63] Д.В. Бойченко, А.Ю.Никифоров, O.A. Калашников. Рациональный подход к оценке дозовой стойкости с учетом эффектов низкой интенсивности

[64] ОСТ 134-1044-2007 Аппаратура, приборы, устройства и оборудование космических аппаратов. Методы расчета радиационных условий на борту космических аппаратов и установления требований по стойкости радиоэлектронной аппаратуры космических аппаратов к воздействию заряженных частиц космического пространства естественного происхождения

[65] ГЛОНАСС: принципы построения и функционирования / Под ред. А. И. Перова, В. Н. Харисова..— 3-е изд., перераб. — М.: Радиотехника, 2005. —688 с.

[66] Кузнецов Н.В., Петров А.Н., Панасюк М.И. Интерактивный комплекс программ «COSRAD» // Радиационная стойкость электронных систем -«Стойкость-2007». М.-.МИФИ, 2007. - Вып. 10. - С. 141-142.

[67] М.Н. Kalos, Nucl. Sei. Eng. 33(1968) 284.

[68] A.C. Баженов, Л.А. Качин. Проблемы выбора элементной базы при создании модулей мультиплексного канала обмена для аппаратуры космических аппаратов. // Радиационная стойкость электронных систем -Стойкость-2014. Научно-технический сборник. - М.: МИФИ, 2014. -С.29,30.

[69] A.C. Ватуев, Г.Г. Гульбекян, В.В. Емельянов и др. Отработка методики испытаний изделий полупроводниковой электроники на воздействие тяжелых заряженных частиц на циклотроне У-400. // Радиационная стойкость электронных систем - Стойкость-2009. Научно-технический сборник. - М.: МИФИ, 2009. - С. 147, 148.

[70] АЛО. Никифоров, В.А. Телец, А.И. Чумаков. Радиационные эффекты в КМОП ИС. - М.: Радио и связь, 1994.

[71] http://vvww.rtd.coni/PC104/CM/686/137686/CME137686LX-333.htrn

[72] ТУ 2316-573-56897835-2013. Эмалевая композиция ЭКОМ-РЗ радиа-ци-онно-защитная светло-желтая. Технические условия

[73] ТУ 2316-448-56897835-2009. Композиция эмалевая марки ЭКОМ-ЖС-2 белая. Технические условия

[74] РД 134-0205-2013. Аппаратура радиоэлектронная бортовая космических аппаратов. Методика определения оптимального состава конструкционных материалов и терморегулирующих покрытий для максимальной защиты радиоэлектронной аппаратуры космических аппаратов от ионизирующего излучения космического пространства

СПИСОК СОКРАЩЕНИЙ

АПК - аппаратно-программный комплекс

АЦП - аналого-цифровой преобразователь

БА - бортовая аппаратура

БиКМОП - технология изготовления ИС с биполярными и КМОП структурами на одном кристалле

ВЭП - высоко-энергетичные протоны

ВАХ - вольтамперная характеристика

ГКЛ - галактические космические лучи

ДП - метод расчета, основанный на профиле поглощенной дозы

ЕРПЗ - естественные радиационные пояса Земли

ИП - ионизирующее излучение

ИС - интегральная схема

КА - космический аппарат

КМОП - комплементарная структура метал-оксид-полупроводник

КО - катастрофический отказ

КП - космическое пространство

КШ - контроллер шины

ЛДН - локальные дозовые нагрузки

ЛПЭ - линейные потери энергии

МКПД - мультиплексный канал передачи данных

МК - микроконтроллер

МП - микропроцессор

ОЗУ - оперативное запоминающее устройство

ОМК - метод обратного Монте-Карло

ОС - одиночный сбой

ОУ - оконечное устройство

ОЯЧ - отдельная ядерная частица

ПЗУ - постоянное запоминающее устройство

ПК - персональный компьютер

ПЛИС - программируемая логическая интегральная схема

ПМК - метод прямого Монте-Карло

ПО - программное обеспечение

САПР - система автоматизированного проектирования

САС — срок активного существования

СКЛ - солнечные космические лучи

ТРП - терморегулирующие покрытия

ТУ - технические условия

ТЭ — тиристорный эффект

ТЗЧ — тяжелая заряженная частица

ФК - функциональный контроль

ФС - функциональный сбой (прерывание)

ЦАП - цифро-аналоговый преобразователь

ЭКБ - электронная компонентная база

ЭМ — электронный модуль