世界最強の耐放射線デバイスの実現

实现世界最强抗辐射装置

基本信息

批准号：
16J12063
负责人：
藤森卓巳
金额：
$ 1.22万
依托单位：
Shizuoka University
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for JSPS Fellows
财政年份：
2016
资助国家：
日本
起止时间：
2016-04-22 至 2019-03-31
项目状态：
已结题

项目摘要

今年度は、光再構成型ゲートアレイVLSIへのアルファ線照射試験によるソフトエラー耐性の評価を行い、光再構成型ゲートアレイの高いソフトエラー耐性を実証した。加えて、昨年度から引き続きガンマ線照射試験によるトータルドーズ耐性の評価試験を実施した。アルファ線照射試験においては、500 nsでスクラビング処理が可能な光再構成型ゲートアレイシステムを構築し、アメリシウム241線源を用いて試験を実施した。その結果、光再構成型ゲートアレイのスクラビング処理はFPGAのスクラビング処理と比較して181倍のソフトエラー耐性を持つことを実証した。さらに，低速なスクラビング処理では回路構成直後のソフトエラーが問題となるが、本試験において光再構成型ゲートアレイの回路構成直後のソフトエラーは0.00028％にまで抑えられ、並列構成方式による高速スクラビング処理がソフトエラーの緩和に有効であることを実証した。光再構成型ゲートアレイのトータルドーズ耐性に関しては、ホログラムメモリは604 Mrad、レーザは400 Mradのトータルドーズ耐性を持つことを実証した。さらに、光再構成型ゲートアレイVLSIでは累積吸収線量が1027 Mradに達しても論理ブロックとスイッチングマトリクスに恒久的な故障は発生せず、すべてのプログラムポイントは正常にプログラム可能であることを確認した。ただ、二つのI/Oでは出力がHighに固定される故障が確認されたが、1027 Mradの放射線を吸収したとしてもほとんどの回路リソースは継続して使用可能であることを実証した。もちろん、ゲートアレイには放射線による劣化が生じているが、劣化を許容できれば1027 Mradの放射線を吸収したとしても継続して光再構成型ゲートアレイVLSIを使用できることを確認した。

今年，我们通过α辐照测试评估了光学可重构门阵列VLSI的抗软错误能力，并证明了光学可重构门阵列的高软错误抗能力。此外，从去年开始，我们进行了伽马射线照射试验，以评估总剂量耐受性。对于α辐射测试，我们构建了能够在500 ns内擦洗的光学可重构门阵列系统，并使用镅241辐射源进行测试。结果，我们证明了光学可重构门阵列的清理过程的软容错能力是 FPGA 清理过程的 181 倍。此外，在低速擦洗处理中，电路配置之后的软错误是一个问题，但在本次测试中，光可重构门阵列的电路配置之后的软错误被抑制到0.00028%，并且使用高速擦洗处理并行配置方法证明它可以有效地缓解软错误。关于光学可重构门阵列的总剂量耐受性，我们证明了全息存储器的总剂量耐受性为604Mrad，激光器的总剂量耐受性为400Mrad。此外，我们还证实，在光学可重构门阵列VLSI中，即使累积吸收剂量达到1027Mrad，逻辑块或开关矩阵也不会发生永久性故障，并且所有编程点都可以正常编程。然而，虽然确认了两个 I/O 的输出被固定为高的故障，但事实证明，即使吸收 1027 Mrad 辐射，大多数电路资源也可以继续使用。当然，门阵列会因辐射而劣化，但我们确认，如果可以容忍劣化，则光学可重构门阵列VLSI即使吸收1027Mrad的辐射也可以连续使用。