ЖУРНАЛ «СТА» №1/2008

гу и испытывались повторно — в резуль- тате были получены практически те же значения ПНД, что и в первом цикле. Испытания проходили при интен- сивности облучения на 3 порядка вы- ше, чем в реальных условиях на орбите, и при одинаковом времени в цикле для включенного и выключенного состоя- ний. Однако в ходе испытаний за это время (23 часа) не успевала закон- читься релаксация избыточного, на- копленного при облучении заряда. В реальных условиях при естественной интенсивности облучения и такой же накопленной дозе время на релакса- цию в режиме ППР будет больше вре- мени НР на 3 порядка и составит 50100 часов; за счёт этого можно ожи- дать накопление за время НР меньше- го, чем при испытаниях, заряда и со- здание более благоприятных для его релаксации условий, а в конечном счё- те — и более высокую ПНД, стремящу- юся к ПНД в выключенном состоянии. Таким образом, условия испытаний оказались более жесткими, чем на ор- бите, и было принято решение о кор- рекции методики эксперимента. В следующем году планируется про- должение испытаний по откорректи- рованной методике и получение соот- ветствующих характеристик для моду- лей МicroPC 2133 фирмы Octagon Systems, а также для ряда отечествен- ных и зарубежных ИМС. М ЕТОДИКА РАДИАЦИОННЫХ ИСПЫТАНИЙ ИМС Внедрение предложенных режимов требует создания базы данных по ПНД не только для включённого, но и для выключенного состояния. Для радиа- ционных испытаний элементной базы предполагается использовать следую- щую методику: ● радиационным испытаниям подвер- гаются только ИМС, прошедшие предварительную отбраковку в ре- жиме диагностического контроля параметров; ● определяется ПНД первого образца, находящегося в выключенном состо- янии, питание подаётся только на время проверки функционирования; ● при отсутствии данных на втором об- разце определяется ПНД во вклю- чённом состоянии; ● третий образец испытывается в ре- жиме переключения: обеспечивается суммарная доза порядка 510% ПНД включённого состояния, затем обра- зец выдерживается в выключенном состоянии в течение 50100 часов до получения такой же дозы, что и при включенном состоянии (интенсив- ность облучения соответственно сни- жается). ПНД первого образца долж- но быть близким к ПНД третьего; ● в случае если подтверждается пред- положение, что ПНД в режиме пере- ключения и в выключенном состоя- нии достаточно близки, испытания аналогичных образцов в переключа- ющем режиме могут не проводиться. М ЕТОДИКА РАДИАЦИОННЫХ ИСПЫТАНИЙ АППАРАТУРЫ Радиационные испытания приборов БА обходятся весьма дорого и прово- дятся для одного нерезервированного комплекта в режиме переключения по методике, аналогичной методике для испытаний ИМС в режиме переключе- ния. Одновременно с испытаниями прибора в той же камере при аналогич- ной интенсивности облучаются крити- ческие ИМС (для MicroPC это флэшпамять) в трех режимах (вклю- ченном, выключенном и при переклю- чении). При корректном проведении РАЗ РА БО Т КИ / КОСМОНА В Т ИК А О ЦЕНКА ВЕРОЯТНОСТИ БЕЗОТКАЗНОЙ РАБОТЫ ПЛАТЫ M ICRO PC 6024 В УСЛОВИЯХ КА В стандарте PД 11 10032000 «Изделия полупроводни- ковой электроники. Метод прогнозирования вероятнос- ти безотказной работы в условиях низкоинтенсивного ионизирующего облучения» вероятность безотказной ра- боты ( ВБР ∑ ) определяется как произведение вероятности безотказной работы при отсутствии радиации ( Р λ ) на ве- роятность отсутствия радиационного отказа ( Р р ), ВБР ∑ = Р λ × Р р В свою очередь, Р λ = ехр(– λ t), где λ — интенсивность отказов аппаратуры (для платы 6024 λ = 2,57 × 10 –6 ), t — время эксплуатации (САС). Р р = П i= 1 k ( p pi ) n , где p pi — вероятность отсутствия радиационного отказа комплектующих микросхем, n — общее число микросхем. Для отдельной микросхемы р рi = 2 – exp(K p D) 2 , где K p — коэффициент радиационного повреждения микросхемы, D — доза, накопленная за время эксплуатации. Испытания [5] показали, что наиболее критическим к ра- диации элементом на плате 6024 является СБИС флэшпа- мяти типа Am28F020, которая фактически и определяет ра- диационную стойкость всей платы. Поэтому полагаем ВБР ∑ (6024) = Р λ (6024) × р р (Am28F020) Для определения K p микросхемы Am28F020 проводи- лись радиационные испытания при низкой мощности дозы (0,1 рад/с) в выключенном и включённом состояни- ях. В режиме ППР была вычислена постоянная D τ экспо- ненциальной функции, описывающей переходный про- цесс из включённого состояния в выключенное. Результаты испытаний использовались для прогнози- рования ВБР ∑ (6024) на геостационарной орбите при тол- щине алюминиевого защитного экрана 8 мм, в различ- ных режимах и конфигурациях. Полученные значения вероятности безотказной работы (см. таблицу) иллюстрируют существенное снижение на- дёжности при радиационном облучении и эффективность использования сеансового режима и «холодного» резерва при ППР. Вероятность безотказной работы МicroPC 6024 при САС 5 лет Непрерывная работа Кратность резерва Без резерва Режим и вид резервирования 0,893147 Без воздействия радиации 0,168227 Геостационарная орбита (D=800рад/год) «Горя÷ий» резерв 2 0,988582 0,277925 «Холодный» резерв 0,917560 0,755419 ППР один раз в месяц 0,945066 0,935498 «Горя÷ий» резерв 3 0,998780 0,386417 «Холодный» резерв 0,999560 0,864222 ППР один раз в месяц 0,962670 0,955894 Сеансовый режим (2 ÷аса в сутки) 0,990229 0,943254 СТА 4/2001 39 www.cta.ru