[发明专利]用于生产针对防辐射优化的电路的方法

说明书

一种用于生产针对防辐射来优化的电路的生产方法，该方法包括在参考电路上执行的初步表征阶段，该初步表征阶段包括以下步骤：·多次辐照参考电路；·每次辐照后，如果参考电路的一个或多个参考元件(5)已经失效，则定位所述(诸)参考元件；以及·在参考电路的参考表面上映射辐照的影响；·该生产方法进一步包括优化阶段，该优化阶段包括根据在参考电路上执行的映射来适配至少一个经优化辐射敏感元件在经优化电路的至少一个经优化表面上的位置。

本发明涉及用于生产针对防辐射优化的电路的生产方法的领域。

发明的背景技术

在太空中，现场可编程门阵列(FPGA)要经受得自包括宇宙辐射、太阳耀斑和太阳风等若干现象的空间辐射环境。

同样，在大气中，FPGA经受大气辐射环境，这种环境尤其得自宇宙辐射与大气原子相互作用的。

作为示例，这样的FPGA因此暴露于重离子、中子、质子和光子中，这些都是得自自然辐射。

在太空或大气中，FPGA也可能经受人工辐射。

这种粒子或这种光子有可能干扰FPGA，并且尤其是它们在FPGA的存储器元件中产生单粒子翻转(SEU)。这些存储器元件可以是各种类型的，例如触发器双稳态、锁存双稳态或随机存取存储器(RAM)位置。先前由存储器元件采样的数据的位值然后被反转。

因此，来自自然或人工辐射的粒子和光子往往会降低FPGA的稳健性，并且从而降低包含FPGA的电气装备的稳健性。作为示例，该电气装备可以是空间发射器的惯性测量单元。

一种现有的用于校正这种类型的干扰的机制是使敏感双稳态三重化，并将三个经三重化的双稳态与多数表决器相关联。双稳态的输出根据表决器进行的投票结果进行校正。这被称为“本地三模冗余”。如果三个双稳态中只有一个双稳态出错，则这种机制操作得非常好。在本文下面，术语“TMR单元”被用于指定包括一组三个经三重化双稳态和表决器的三模冗余单元。

然而，单个粒子有可能撞击同一TMR单元中的两个双稳态，并且因此破坏其操作。这在本文中被称为“多位翻转”(MBU)。

因此，保证FPGA(以及由此保证包含该FPGA的电气装备)遵从承受自然或人工辐射的要求，或者相反地，遵从不承受自然或人工辐射的要求是相对复杂的。保证遵从不承受辐射的要求对于专门为无辐射环境设计的电气装备是有利的：这避免了所述电气装备的误用。

为了保证FPGA遵从这种类型的要求，已经作出了尝试来表征辐射对FPGA的辐射敏感元件(诸如上述双稳态)的影响。

为了表征辐射对FPGA或包含该FPGA的电气装备的影响，已知的是尤其在FPGA或电气装备的物理几何模型的基础上对FPGA或电气装备进行仿真。

在三维模型和用于制造fpga的材料的组成的基础上，Monte Carlo方法被用于对大量粒子的通过进行统计仿真。对于所建模的每一轨迹，还仿真了对FPGA的物理影响。对底层物理过程的深入了解使估计哪些轨迹会产生误差并确定几何结构对敏感元件上的辐射的影响成为可能。

此类仿真利用极其复杂并且仿真时间非常长的模型来得到结果，该结果是昂贵且难以获得、难以使用且难以通过实验证实的。此外，此类仿真需要关于fpga的准确技术信息，这些信息很少是可访问。

发明目的

本发明的目的是提高电路对自然或人为辐射的稳健性，并能够保证这种稳健性。

发明内容

为了实现这一目标，提供了一种用于生产针对防辐射优化的电路的生产方法，该生产方法包括在包括至少一个参考表面(其上分布有辐射敏感参考元件)的参考电路上执行的初步表征阶段，该初步表征阶段包括以下步骤：