針對(duì)國(guó)內(nèi)加速器輻照實(shí)驗(yàn)無(wú)法充分滿(mǎn)足航天器單粒子抗輻照設(shè)計(jì)驗(yàn)證需求的問(wèn)題,本文提出了一種單粒子效應(yīng)抗輻照等效評(píng)估擬合算法模型。該算法模型基于抗輻照體系架構(gòu),構(gòu)建可靠性貢獻(xiàn)度耦合因子,獲取單粒子效應(yīng)下系統(tǒng)功能中斷截面隨粒子線性能量轉(zhuǎn)移(LET)值變化的等效耦合關(guān)系,從而降低對(duì)輻照實(shí)驗(yàn)條件依賴(lài),為航天器抗輻照設(shè)計(jì)驗(yàn)證提供更多基準(zhǔn)數(shù)據(jù)。最終通過(guò)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)分析比對(duì),該算法模型可用于輻照實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)的評(píng)估擬合,提升了航天器系統(tǒng)抗輻照設(shè)計(jì)可靠性評(píng)估效率。

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圖1系統(tǒng)抗輻照架構(gòu)體系設(shè)計(jì)框圖

如圖1所示,系統(tǒng)由調(diào)制和解調(diào)兩大核心功能組成,并分別基于兩塊SRAM型FPGA器件實(shí)現(xiàn),其器件的配置存儲(chǔ)區(qū)及關(guān)聯(lián)的設(shè)計(jì)資源為空間單粒子效應(yīng)(SEE)敏感核心部件[8],開(kāi)展系統(tǒng)防護(hù)架構(gòu)設(shè)計(jì)。針對(duì)器件的內(nèi)部資源防護(hù),以時(shí)序邏輯電路功能模塊為對(duì)象開(kāi)展三模冗余防護(hù)設(shè)計(jì)[9],從而降低電....

圖2Virtex4型FPGA配置存儲(chǔ)單元靜態(tài)翻轉(zhuǎn)

圖2[7]給出了Xilinx公司Virtex4型FPGA配置存儲(chǔ)單元靜態(tài)翻轉(zhuǎn)截面與LET值輻照實(shí)驗(yàn)的擬合變化曲線。然而,由于該類(lèi)器件是倒裝芯片,即使通過(guò)器件減薄,國(guó)內(nèi)輻照實(shí)驗(yàn)也只可進(jìn)行有限射程范圍的離子束輻照實(shí)驗(yàn),獲取部分基準(zhǔn)采樣數(shù)據(jù)。2.2EFA-ESEE自適應(yīng)等效擬合算法模....

圖3Virtex4FPGA電路系統(tǒng)輻照實(shí)驗(yàn)現(xiàn)場(chǎng)圖

基于圖3為例的系統(tǒng)架構(gòu),實(shí)驗(yàn)中采用了兩片Xilinx公司的Virtex4FPGA器件,分別完成了調(diào)制和解調(diào)系統(tǒng)的電路設(shè)計(jì)。實(shí)驗(yàn)前對(duì)器件襯底進(jìn)行精細(xì)打磨,并且在中國(guó)原子能科學(xué)研究院的串列加速器和中科院的重離子加速上分別進(jìn)行了O和Kr離子的輻照實(shí)驗(yàn),作為獲取基準(zhǔn)數(shù)據(jù),詳見(jiàn)表1和表2....

圖4Virtex5FPGA電路系統(tǒng)輻照實(shí)驗(yàn)現(xiàn)場(chǎng)圖

同理,基于EFA-ESEE模型,還可以任意自適應(yīng)擬合得到其他任意飽和LET閾值內(nèi)系統(tǒng)的功能中斷截面數(shù)據(jù)。圖4為中國(guó)原子能科學(xué)研究院的串列加速器開(kāi)展的Viretex5FPGA配置存儲(chǔ)區(qū)動(dòng)態(tài)回讀系統(tǒng)翻轉(zhuǎn)截面輻照實(shí)驗(yàn),其中靜態(tài)翻轉(zhuǎn)截面由文獻(xiàn)[11]獲取,通過(guò)表4的數(shù)據(jù)比對(duì),擬合模型與....

本文編號(hào)：3940260