Modeling of systems and processes Modeling of systems and processes Моделирование систем и процессов 2219-0767 48004 10.12737/2219-0767-2021-14-4-43-51 Технические науки Технические науки Sensitivity analysis and test results of the electronic component base to the effects of heavy charged particles Анализ чувствительности и результаты испытаний электронной компонентной базы к воздействию тяжелых заряженных частиц Зольников Владимир Константинович Zolnikov V. K. Ягодкин Александр Сергеевич Yagodkin A. Sergeevich Анциферова Валентина Ивановна Antsiferova V. Ivanovna Евдокимова Светлана Анатольевна Evdokimova Svetlana Anatol'evna

кандидат технических наук;

candidate of technical sciences;

 Скворцова Татьяна Владимировна Skvortsova Tatyana Vladimirovna Грошева Екатерина Владимировна Grosheva Ekaterina Vladimirovna Воронежский государственный лесотехнический университет имени Г.Ф. Морозова Voronezh State University of Forestry and Technologies named after G.F. Morozov Воронежский государственный лесотехнический университет имени Г.Ф. Морозова Россия Voronezh State University of Forestry and Technologies named after G.F. Morozov Russian Federation АО "Научно-исследовательский институт электронной техники" Россия АО "Научно-исследовательский институт электронной техники" Russian Federation 08 01 2022 08 01 2022 14 4 43 51 24 12 2021 https://zh-szf.ru/en/nauka/article/48004/view

Работа посвящена исследованию чувствительности электронной компонентной базы (ЭКБ) к воздействию тяжелых заряженных частиц. При этом различают степень чувствительности в зависимости от функциональной группы изделий ЭКБ к воздействию ионизационного излучения космического пространства и от конструктивно-технологического исполнения изделий ЭКБ. В работе приведены характеристики и условия применения ЭКБ в радиоэлектронной аппаратуре космического пространства для обеспечения минимальной чувствительности к воздействию ионизационного излучения и к тиристорному эффекту. После проведения анализа чувствительности изделий ЭКБ выполняется предварительный выбор ЭКБ, требующий проведения испытаний. В статье рассмотрены критерии определения ЭКБ, требующей проведения испытаний и возможной к использованию без проведения испытаний. Определены методы повышения стойкости радиоэлектронной аппаратуры космической аппаратуры и направления оптимизации методики анализа перечней ЭКБ

The work is devoted to the study of the sensitivity of the electronic component base (ECB) to the effects of heavy charged particles. At the same time, the degree of sensitivity is distinguished depending on the functional group of ECB products to the effects of ionization radiation from outer space and on the design and technological design of ECB products. The paper presents the characteristics and conditions for the use of ECB in the radio-electronic equipment of outer space to ensure minimal sensitivity to the effects of ionization radiation and to the thyristor effect. After the sensitivity analysis of ECB products is carried out, a preliminary selection of ECB is performed, requiring testing. The article discusses the criteria for determining the ECB that requires testing and is possible to use without testing. The methods of increasing the durability of radio-electronic equipment of space equipment and the directions of optimization of the methodology of analysis of ECB lists are determined.

 Электронная компонентная база (ЭКБ) тяжелые заряженные частицы (ТЗЧ) ионизационное излучение (ИИ) космическое пространство (КП) испытания радиационная стойкость Electronic component base (ECB) heavy charged particles (HCP) ionization radiation (IR) outer space (OS) tests radiation resistance

Усеинов, Р.Г. Методика расчетно-экспериментальной оценки параметров чувствительности ЭКБ к эффектам одиночных событий при воздействии нейтронов по результатам экспериментов на ТЗЧ и ВЭП / Р.Г. Усеинов, А.С. Ватуев // Радиационная стойкость электронных систем "Стойкость-2021" : сборник трудов 24-й Всероссийской научно-технической конференции : научно-технический сборник. - Лыткарино, 2021. - С. 55-56. Useinov, R.G. Metodika raschetno-eksperimental'noy ocenki parametrov chuvstvitel'nosti EKB k effektam odinochnyh sobytiy pri vozdeystvii neytronov po rezul'tatam eksperimentov na TZCh i VEP / R.G. Useinov, A.S. Vatuev // Radiacionnaya stoykost' elektronnyh sistem "Stoykost'-2021" : sbornik trudov 24-y Vserossiyskoy nauchno-tehnicheskoy konferencii : nauchno-tehnicheskiy sbornik. - Lytkarino, 2021. - S. 55-56. On analysis of the electromagnetic resistance of radioelectronic devices under impulse radiation / Y.P. Lonin, A.G. Ponomaryov, V.I. Chumakov // Problems of Atomic Science and Technology. - 2018. - T. 115(3). - Pp. 45-48. On analysis of the electromagnetic resistance of radioelectronic devices under impulse radiation / Y.P. Lonin, A.G. Ponomaryov, V.I. Chumakov // Problems of Atomic Science and Technology. - 2018. - T. 115(3). - Pp. 45-48. Analysis of metrological provision problems of a test stand for testing radio-electronic products for resistance to irradiation with high-energy heavy ions / A.V. Butenko, E.M. Syresin, S.I. Tyutyunnikov [et al.] // Physics of Particles and Nuclei Letters. - 2019. - T. 16(6). - Pp. 734-743. - DOI: 10.1134/S1547477119060098. Analysis of metrological provision problems of a test stand for testing radio-electronic products for resistance to irradiation with high-energy heavy ions / A.V. Butenko, E.M. Syresin, S.I. Tyutyunnikov [et al.] // Physics of Particles and Nuclei Letters. - 2019. - T. 16(6). - Pp. 734-743. - DOI: 10.1134/S1547477119060098. Беляева, Т.П. Методы поддержки принятия решений в части оценки достаточности требований технического задания к микроэлектронным компонентам и возможности их реализации отечественными предприятиями электронной промышленности / Т.П. Беляева, В.К. Зольников // Политематический сетевой электронный научный журнал Кубанского государственного аграрного университета. - 2012. - № 75. - С. 431-442. Belyaeva, T.P. Metody podderzhki prinyatiya resheniy v chasti ocenki dostatochnosti trebovaniy tehnicheskogo zadaniya k mikroelektronnym komponentam i vozmozhnosti ih realizacii otechestvennymi predpriyatiyami elektronnoy promyshlennosti / T.P. Belyaeva, V.K. Zol'nikov // Politematicheskiy setevoy elektronnyy nauchnyy zhurnal Kubanskogo gosudarstvennogo agrarnogo universiteta. - 2012. - № 75. - S. 431-442. Системы на кристалле (СНК) и влияние данной технологии на создание современной ЭКБ / В.К. Зольников, С.А. Евдокимова, М.Ю. Арзамасцев, А.Е. Гриднев // Моделирование систем и процессов. - 2020. - Т. 13, № 4. - С. 19-23. - DOI: 10.12737/2219-0767-2021-13-4-19-23. Sistemy na kristalle (SNK) i vliyanie dannoy tehnologii na sozdanie sovremennoy EKB / V.K. Zol'nikov, S.A. Evdokimova, M.Yu. Arzamascev, A.E. Gridnev // Modelirovanie sistem i processov. - 2020. - T. 13, № 4. - S. 19-23. - DOI: 10.12737/2219-0767-2021-13-4-19-23. Скляр, В.А. Моделирование низкоинтенсивного воздействия космического пространства / В.А. Скляр, В.К. Зольников, С.А. Евдокимова // Моделирование систем и процессов. - 2016. - Т. 9, № 2. - С. 71-74. - DOI: 10.12737/23663. Sklyar, V.A. Modelirovanie nizkointensivnogo vozdeystviya kosmicheskogo prostranstva / V.A. Sklyar, V.K. Zol'nikov, S.A. Evdokimova // Modelirovanie sistem i processov. - 2016. - T. 9, № 2. - S. 71-74. - DOI: 10.12737/23663. Estimation of heavy ion beam parameters during single event effects testing / V.S. Anashin, P.A. Chubunov, G.A. Protopopov [et al.] // Proceedings of the 6th International Beam Instrumentation Conference, IBIC 2017. - 2017. - С. 94-97. - DOI: 10.18429/JACoW-IBIC2017-MOPCF10. Estimation of heavy ion beam parameters during single event effects testing / V.S. Anashin, P.A. Chubunov, G.A. Protopopov [et al.] // Proceedings of the 6th International Beam Instrumentation Conference, IBIC 2017. - 2017. - S. 94-97. - DOI: 10.18429/JACoW-IBIC2017-MOPCF10. Зольников, В.К. Математическое обеспечение учета импульсного излучения в САПР сквозного проектирования СБИС / В.К. Зольников // Системы управления и информационные технологии. - 2009. - № 1-2 (35). - С. 242-244. Zol'nikov, V.K. Matematicheskoe obespechenie ucheta impul'snogo izlucheniya v SAPR skvoznogo proektirovaniya SBIS / V.K. Zol'nikov // Sistemy upravleniya i informacionnye tehnologii. - 2009. - № 1-2 (35). - S. 242-244. Платформа для проектирования радиационно-стойких СНК космического применения DARE65Т / М. Какоулин, С. Редант, Г. Тес [и др.] // Электроника: Наука, технология, бизнес. - 2018. - № 8 (179). - С. 122-128. - DOI: 10.22184/1992-4178.2018.179.8.122.128. Platforma dlya proektirovaniya radiacionno-stoykih SNK kosmicheskogo primeneniya DARE65T / M. Kakoulin, S. Redant, G. Tes [i dr.] // Elektronika: Nauka, tehnologiya, biznes. - 2018. - № 8 (179). - S. 122-128. - DOI: 10.22184/1992-4178.2018.179.8.122.128. Беляева, Т.П. Управление предприятием на основе современных ИПИ-технологий / Т.П. Беляева // Моделирование систем и процессов. - 2010. - № 1-2. - С. 13-18. Belyaeva, T.P. Upravlenie predpriyatiem na osnove sovremennyh IPI-tehnologiy / T.P. Belyaeva // Modelirovanie sistem i processov. - 2010. - № 1-2. - S. 13-18. Introduction of rapid prototyping in solving applied problems in production / V.A. Brykin, A.P. Voroshilin, P.A. Uhov, A.V. Ripetskiy // Periodico Tche Quimica. - 2020. -Т. 17, № 35. - Pp. 354-366. Introduction of rapid prototyping in solving applied problems in production / V.A. Brykin, A.P. Voroshilin, P.A. Uhov, A.V. Ripetskiy // Periodico Tche Quimica. - 2020. -T. 17, № 35. - Pp. 354-366. Особенности экспериментальных методов исследования микросхем памяти с помехоустойчивым кодированием данных / А.Б. Боруздина, М.С. Темирбулатов, А.А. Печенкин [и др.] // Проблемы разработки перспективных микро- и наноэлектронных систем (МЭС). - 2016. - № 4. - С. 184-189. Osobennosti eksperimental'nyh metodov issledovaniya mikroshem pamyati s pomehoustoychivym kodirovaniem dannyh / A.B. Boruzdina, M.S. Temirbulatov, A.A. Pechenkin [i dr.] // Problemy razrabotki perspektivnyh mikro- i nanoelektronnyh sistem (MES). - 2016. - № 4. - S. 184-189. Особенности технологического процесса изготовления микросхем космического назначения по технологии КМОП КНС / В.К. Зольников, С.А. Евдокимова, И.В. Журавлева [и др.] // Моделирование систем и процессов. - 2020. - Т. 13, № 3. - С. 53-58. - DOI: 10.12737/2219-0767-2020-13-3-53-58. Osobennosti tehnologicheskogo processa izgotovleniya mikroshem kosmicheskogo naznacheniya po tehnologii KMOP KNS / V.K. Zol'nikov, S.A. Evdokimova, I.V. Zhuravleva [i dr.] // Modelirovanie sistem i processov. - 2020. - T. 13, № 3. - S. 53-58. - DOI: 10.12737/2219-0767-2020-13-3-53-58. Синтез аналоговой ЭКБ, устойчивой к ВВФ: архитектурные, структурные, схематические решения / А.А. Лебедев, В.А. Комлева, Н.М. Клоков [и др.] // Труды научно-исследовательского института системных исследований Российской академии наук. - 2017. - Т. 7, № 2. - С. 118-119. Sintez analogovoy EKB, ustoychivoy k VVF: arhitekturnye, strukturnye, shematicheskie resheniya / A.A. Lebedev, V.A. Komleva, N.M. Klokov [i dr.] // Trudy nauchno-issledovatel'skogo instituta sistemnyh issledovaniy Rossiyskoy akademii nauk. - 2017. - T. 7, № 2. - S. 118-119. Балбеков, А.О. Методики моделирования воздействия ТЗЧ на ИС в маршруте проектирования / А.О. Балбеков, М.С. Горбунов // Труды научно-исследовательского института системных исследований Российской академии наук. - 2020. - Т. 10, № 4. - С. 4-13. - DOI: 10.25682/NIISI.2020.4.0001. Balbekov, A.O. Metodiki modelirovaniya vozdeystviya TZCh na IS v marshrute proektirovaniya / A.O. Balbekov, M.S. Gorbunov // Trudy nauchno-issledovatel'skogo instituta sistemnyh issledovaniy Rossiyskoy akademii nauk. - 2020. - T. 10, № 4. - S. 4-13. - DOI: 10.25682/NIISI.2020.4.0001. Беляева, Т.П. Интегрированная среда управления производственными процессами на основе ИПИ-технологий / Т.П. Беляева // Моделирование систем и процессов. - 2010. - № 1-2. - С. 18-23. Belyaeva, T.P. Integrirovannaya sreda upravleniya proizvodstvennymi processami na osnove IPI-tehnologiy / T.P. Belyaeva // Modelirovanie sistem i processov. - 2010. - № 1-2. - S. 18-23. Radiation-resistant optical cable for space technology objects / I.S. Ignatikov, I.A. Ovchinnikova, I.B. Peshkov [et al.] // 2020 Systems of Signals Generating and Processing in the Field of on Board Communications. - C. 9078596. - DOI: 10.1109/IEEECONF48371.2020.9078596. Radiation-resistant optical cable for space technology objects / I.S. Ignatikov, I.A. Ovchinnikova, I.B. Peshkov [et al.] // 2020 Systems of Signals Generating and Processing in the Field of on Board Communications. - C. 9078596. - DOI: 10.1109/IEEECONF48371.2020.9078596. Тельпухов, Д.В. Исследование и разработка автоматизированных средств моделирования случайных сбоев в современных комбинационных КМОП ИМС / Д.В. Тельпухов, А.И. Деменева, В.В. Надоленко // Известия ЮФУ. Технические науки. - 2019. - № 4 (206). - С. 207-219. - DOI: 10.23683/2311-3103-2019-4-207-219. Tel'puhov, D.V. Issledovanie i razrabotka avtomatizirovannyh sredstv modelirovaniya sluchaynyh sboev v sovremennyh kombinacionnyh KMOP IMS / D.V. Tel'puhov, A.I. Demeneva, V.V. Nadolenko // Izvestiya YuFU. Tehnicheskie nauki. - 2019. - № 4 (206). - S. 207-219. - DOI: 10.23683/2311-3103-2019-4-207-219. Анализ проблем моделирования элементов КМОП БИС / В.К. Зольников, С.А. Евдокимова, А.В. Фомичев [и др.] // Моделирование систем и процессов. - 2018. - Т. 11, № 4. - С. 20-25. - DOI: 10.12737/article_5c79642bd56f27.90584496. Analiz problem modelirovaniya elementov KMOP BIS / V.K. Zol'nikov, S.A. Evdokimova, A.V. Fomichev [i dr.] // Modelirovanie sistem i processov. - 2018. - T. 11, № 4. - S. 20-25. - DOI: 10.12737/article_5c79642bd56f27.90584496. Методы обеспечения стойкости электронной компонентной базы к одиночным событиям путем резервирования / А.Е. Козюков, В.К. Зольников, С.А. Евдокимова [и др.] // Моделирование систем и процессов. - 2021. - Т. 14. № 1. - С. 10-16. - DOI: 10.12737/2219-0767-2021-14-1-10-16. Metody obespecheniya stoykosti elektronnoy komponentnoy bazy k odinochnym sobytiyam putem rezervirovaniya / A.E. Kozyukov, V.K. Zol'nikov, S.A. Evdokimova [i dr.] // Modelirovanie sistem i processov. - 2021. - T. 14. № 1. - S. 10-16. - DOI: 10.12737/2219-0767-2021-14-1-10-16. Space radiation effects in electronics / L. Dilillo, A. Bosser, A. Javanainen, A. Virtanen // Rad-hard Semiconductor Memories. - 2018. - Pp. 1-64. Space radiation effects in electronics / L. Dilillo, A. Bosser, A. Javanainen, A. Virtanen // Rad-hard Semiconductor Memories. - 2018. - Pp. 1-64. Результаты оценки надежности микросхемы 1921ВК035 / В.К. Зольников, С.А. Евдокимова, Е.В. Грошева, А.И. Яньков // Моделирование систем и процессов. - 2019. - Т. 12, № 4. - С. 42-46. - DOI: 10.12737/2219-0767-2020-12-4-42-46. Rezul'taty ocenki nadezhnosti mikroshemy 1921VK035 / V.K. Zol'nikov, S.A. Evdokimova, E.V. Grosheva, A.I. Yan'kov // Modelirovanie sistem i processov. - 2019. - T. 12, № 4. - S. 42-46. - DOI: 10.12737/2219-0767-2020-12-4-42-46. Чумаков, А.И. Лазерная методика оценки параметров чувствительности БИС к эффектам воздействия отдельных заряженных частиц / А.И. Чумаков // Микроэлектроника. - 2018. - Т. 47, № 3. - С. 198-204. - DOI: 10.7868/S0544126918030031. Chumakov, A.I. Lazernaya metodika ocenki parametrov chuvstvitel'nosti BIS k effektam vozdeystviya otdel'nyh zaryazhennyh chastic / A.I. Chumakov // Mikroelektronika. - 2018. - T. 47, № 3. - S. 198-204. - DOI: 10.7868/S0544126918030031.