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m FD-SOIプロセスで作られた位相同期回路の放射線耐性評価星野 英二郎*; 柴田 優一*; 小林 大輔*; 梯 友哉*; 牧野 高紘; 大島 武; 廣瀬 和之*
no journal, ,
CPU(Central Processing Unit)を高速動作させるためのクロック信号は位相同期回路PLL(Phase-Locked Loop)によって供給される。回路を構成するトランジスタに放射線が当たると過渡電圧パルスが発生し、出力クロック信号の周期が許容不可能なほど変動するというエラーが懸念されており、宇宙のような放射線環境下でCPUを高速動作させるにはPLLの放射線耐性を確保する必要がある。われわれは、これまでのシミュレーション結果から、MOS(Metal Oxide Semiconductor)キャパシタの存在がエラー断面積に大きく寄与すると考えた。そこで、MOSキャパシタがエラー断面積を持つことを確かめるため、0.2-m FD-SOIプロセスによる耐放射線化技術を利用したPLLを設計・試作し、加速器を用いた重イオン線照射時における、MOSキャパシタ前後の出力波形を測定した。その結果は、予想通りMOSキャパシタの存在がエラー断面積に大きく寄与することが明らかになった。
柴田 優一*; 小林 大輔*; 大槻 真嗣*; 牧野 高紘; 大島 武; 廣瀬 和之*
no journal, ,
安価で高機能な民生用デバイスを宇宙機で利用することが注目されており、とりわけFPGA(Field Programmable Gate Array)への注目が高い。FPGAとは論理回路をプログラム可能なLSI(Large Scale Integration)であり、論理要素,配線,入出力部からおもに構成される。論理機能や配線接続はCM(Configuration Memory)によって決められるので、CMをプログラムすることで任意の論理回路を実装できる。CMは、フラッシュ型FPGAにおいてはフラッシュメモリ、SRAM (Static Random Access Memory)型ではSRAMで構成されている。そこで、われわれが開発を進めている宇宙機用耐環境レゾルバで使用するFPGAを選定するべく、SRAM型とフラッシュ型の民生用FPGAに放射線(重イオン線)を照射して放射線起因エラーを評価した。その結果、SRAM型FPGAはフラッシュ型FPGAよりもエラー断面積が大きいことがわかった。加えてSRAM型FPGAにおいて、エラー断面積抑制のためにTMR(三重冗長)を採用したが、ほとんど有効的ではないことがわかった。