一种基于信息检测的卫星处理载荷健壮性提升策略

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作者 陈鹏 徐烽 +2 位作者 薛治纲 刘晗 黎军 《电讯技术》 北大核心 2024年第9期1429-1435,共7页

为了以尽量小的代价提升处理载荷的在轨健壮性,提出了一种不增加硬件且工程易实现的策略。该策略引入一种新的信息流设计,在单机间信息传输时插入特殊设计的测量帧,通过该测量帧在处理载荷之间的信息闭环检测实现在轨故障判断与定位,以... 为了以尽量小的代价提升处理载荷的在轨健壮性,提出了一种不增加硬件且工程易实现的策略。该策略引入一种新的信息流设计,在单机间信息传输时插入特殊设计的测量帧,通过该测量帧在处理载荷之间的信息闭环检测实现在轨故障判断与定位,以很小的代价实现单机间完好性监视以便故障快速恢复,提升了在轨处理载荷的可用度和健壮性。仿真结果表明,针对单粒子事件引起的在轨故障,所提策略理论上相比传统方式的检测概率能够提升3~4倍,故障恢复时间能够缩短至1/6以下,配合其他在轨故障处理与快速恢复方法,还可进一步降低单粒子事件对业务的影响。 展开更多

关键词 卫星通信 单粒子事件 处理载荷 健壮性提升 信息流设计

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星载计算机SRAM抗辐射加固策略与应用设计 被引量：1

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作者 范延芳 张睿 《单片机与嵌入式系统应用》 2018年第10期35-38,42,共5页

为了提升不具备EDAC功能的星载计算机SRAM在太空中的抗辐射加固能力,提出了一种应急模式与常规模式相结合,硬件检测与软件维护互补的星载SRAM单粒子翻转故障检测和故障恢复方案。该方案具有自主、灵活切换防护模式和维护步进,快速响应... 为了提升不具备EDAC功能的星载计算机SRAM在太空中的抗辐射加固能力,提出了一种应急模式与常规模式相结合,硬件检测与软件维护互补的星载SRAM单粒子翻转故障检测和故障恢复方案。该方案具有自主、灵活切换防护模式和维护步进,快速响应故障恢复请求,多级防护共存的特点。另外,本文还介绍了基于活动对象模型的防护加固软件架构实现,并通过仿真实验数据证明了本设计方案的可行性和有效性。 展开更多

关键词 SRAM 单粒子翻转 事件驱动 异常应急维护 常规空闲维护

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地球同步轨道卫星在轨异常与空间环境相关性分析 被引量：10

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作者 常峥 王咏梅 +1 位作者 田天 潘业欣 《宇航学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2017年第4期435-442,共8页

利用中国FY和美国GOES卫星探测数据,对中国某同步轨道卫星发生在2010年至2015年的44次可能与空间环境相关的异常进行了研究,重点分析了异常发生的时间分布、伴随的空间环境现象和空间粒子分布特征,并利用DICTAT模拟计算了卫星异常期间... 利用中国FY和美国GOES卫星探测数据,对中国某同步轨道卫星发生在2010年至2015年的44次可能与空间环境相关的异常进行了研究,重点分析了异常发生的时间分布、伴随的空间环境现象和空间粒子分布特征,并利用DICTAT模拟计算了卫星异常期间介质内部最大电场强度,结果表明:(1)内部充电是造成"3·17"卫星异常的主要原因。(2)79.5%卫星异常发生在日侧,这与能量>2Me V的高能电子通量随地方时分布非常一致。(3)多达25次(57%)的异常事件伴随高能电子暴。能量>2Me V电子通量的50%位数在异常前3-4天开始出现明显增强,内部充电危险商数ZIC在异常前2天进入黄色风险等级;能量>2Me V电子通量的75%位数在异常前4天开始出现明显增强,ZIC在异常前2天先后2次进入红色风险等级。(4)在II类、III类和IV类情形下,DICTAT模拟计算得到的介质内部最大电场分别在19.2、50.4和9.8小时之后超过并维持在106V.m-1以上,该范围的内部电场强度存在潜在的放电危险,高能电子诱发的内部充电是造成我国同步轨道卫星异常的主要原因。 展开更多

关键词 卫星异常 内部充电 辐射剂量 单粒子效应 危险商数 DICTAT模拟 最大电场

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商用现货器件在卫星中的应用 被引量：9

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作者 王峰 郭金生 李晖 《航天器工程》 2013年第4期87-94,共8页

在卫星设计过程中,采用商用现货(COTS)电子器件替代传统卫星研制中昂贵的高等级产品来降低研制成本是行之有效的方法。文章总结了商用现货器件在卫星中应用时所面临的空间环境干扰,并针对单粒子翻转问题提出冗余设计和特定电路设计等策... 在卫星设计过程中,采用商用现货(COTS)电子器件替代传统卫星研制中昂贵的高等级产品来降低研制成本是行之有效的方法。文章总结了商用现货器件在卫星中应用时所面临的空间环境干扰,并针对单粒子翻转问题提出冗余设计和特定电路设计等策略。对当前国内外卫星中采用的各种COTS器件设计方法进行了论述,分析了各种提高商用现货器件可靠度方法的优缺点,并结合已经发射的BIRD、ARGOS等卫星和正在研制的容错结构,综述了COTS器件在卫星中的应用,分析了COTS器件的作用和使用方法。文章内容可为工程实践提供一定的参考。 展开更多

关键词 航天器 单粒子效应 商用现货器件 冗余设计

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基于锗硅异质结双极晶体管的低噪声放大器及其反模结构的单粒子瞬态数值仿真研究

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作者 黄馨雨 张晋新 +6 位作者 王信 吕玲 郭红霞 冯娟 闫允一 王辉 戚钧翔 《物理学报》 SCIE EI CAS CSCD 北大核心 2024年第12期288-299,共12页

针对锗硅异质结双极晶体管(SiGe HBT)进行TCAD仿真建模,基于SiGe HBT器件模型搭建低噪放大器(LNA)电路,开展单粒子瞬态(SET)的混合仿真,研究SET脉冲随离子不同LET值、入射角度的变化规律.结果表明:随着入射离子LET值的增大,LNA端口的SE... 针对锗硅异质结双极晶体管(SiGe HBT)进行TCAD仿真建模,基于SiGe HBT器件模型搭建低噪放大器(LNA)电路,开展单粒子瞬态(SET)的混合仿真,研究SET脉冲随离子不同LET值、入射角度的变化规律.结果表明:随着入射离子LET值的增大,LNA端口的SET脉冲的幅值增大,振荡时间延长;随着离子入射角的增大,LNA端口的SET脉冲的幅值先增大后减小,振荡时间减小.使用反模(IM)共射共基结构(Cascode)降低LNA对单粒子效应的敏感度,验证了采用IM结构的LNA电路的相关射频性能.针对离子于共基极(CB)晶体管、共发射极(CE)晶体管两种位置入射进行SET实验.实验结果与本实验中的正向模式相比,IM Cascode结构的LNA电路的瞬态电流持续时间明显减少,并且峰值减小了66%及以上. 展开更多

关键词 锗硅异质结双极晶体管 单粒子效应 反模 混合仿真

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一种基于FPGA的MRAM单粒子效应分析系统

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作者 陈曦 王聪 《自动化应用》 2024年第2期1-4,共4页

基于FPGA设计了一套MRAM单粒子效应分析系统。该系统分为主控板和测试板,采用了可替换的测试板设计,能兼容不同封装的MRAM器件,通过FPGA主控程序和labVIEW上位机监测程序,能实时监测MRAM器件的单粒子效应,包括单粒子锁定、瞬态和翻转。... 基于FPGA设计了一套MRAM单粒子效应分析系统。该系统分为主控板和测试板,采用了可替换的测试板设计,能兼容不同封装的MRAM器件,通过FPGA主控程序和labVIEW上位机监测程序,能实时监测MRAM器件的单粒子效应,包括单粒子锁定、瞬态和翻转。此外,该系统与MRAM的单粒子效应分析流程紧密结合,可进一步定位MRAM器件的单粒子失效模式。经验证,单粒子系统能有效检测和分析MRAM的单粒子效应。 展开更多

关键词 MRAM器件 单粒子效应 机理分析

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空间粒子辐射LET谱的中低轨道卫星实测结果及误差分析 被引量：3

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作者 袁斌 张珅毅 +7 位作者 张斌全 常峥 沈国红 孙莹 荆涛 孙越强 刘杰 王建松 《原子能科学技术》 EI CAS CSCD 北大核心 2018年第2期334-339,共6页

某中轨道卫星上搭载的传能线密度(LET)谱探测器首次实现了我国中轨道自主搭载粒子辐射LET谱的探测。本文对LET谱探测器进行了介绍,对ΔE-E望远镜测量LET谱方法进行了评价,给出了该探测方法引入的测量误差。对LET谱探测结果与低轨LET进... 某中轨道卫星上搭载的传能线密度(LET)谱探测器首次实现了我国中轨道自主搭载粒子辐射LET谱的探测。本文对LET谱探测器进行了介绍,对ΔE-E望远镜测量LET谱方法进行了评价,给出了该探测方法引入的测量误差。对LET谱探测结果与低轨LET进行了比对分析,研究结果为了解中低轨LET谱特征提供了参考。 展开更多

关键词 传能线密度 ΔE-E望远镜 空间粒子辐射 单粒子效应

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基于容忍SEU单粒子效应的锁存器工作原理分析

8

作者 徐亚伟 《白城师范学院学报》 2017年第2期68-72,共5页

随着半导体技术的飞速发展,芯片集成度和性能显著提高,然而电路的可靠性问题却日益突出,并且成为研究人员和芯片制造厂商广为关注的问题.对于面向航空航天应用的电路芯片,空间辐射导致的单粒子效应是影响其可靠性的主导因素.本文比较系... 随着半导体技术的飞速发展,芯片集成度和性能显著提高,然而电路的可靠性问题却日益突出,并且成为研究人员和芯片制造厂商广为关注的问题.对于面向航空航天应用的电路芯片,空间辐射导致的单粒子效应是影响其可靠性的主导因素.本文比较系统地分析了现有容忍SEU单粒子效应的锁存器结构工作原理,为相关锁存器结构的研究和比较提供依据. 展开更多

关键词 单粒子效应 单粒子翻转 单粒子瞬态 锁存器加固 电路可靠性

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基于故障注入的NOR Flash单粒子效应模拟方法研究

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作者 黄姣英 何明瑞 +2 位作者 袁伟 高成 王乐群 《电子测量技术》 北大核心 2022年第13期65-70,共6页

针对目前大容量NOR Flash存储器单粒子效应模拟缺乏具体操作方法的问题,本文提出NOR Flash单粒子翻转、单粒子功能中断、单粒子闭锁3种单粒子效应对应软件故障注入方法,设计适用于大容量器件的板级测试系统并进行功能验证,通过故障注入... 针对目前大容量NOR Flash存储器单粒子效应模拟缺乏具体操作方法的问题,本文提出NOR Flash单粒子翻转、单粒子功能中断、单粒子闭锁3种单粒子效应对应软件故障注入方法,设计适用于大容量器件的板级测试系统并进行功能验证,通过故障注入方法开展单粒子效应模拟实验。NOR Flash存储器单粒子效应测试系统包括FPGA控制逻辑、Flash检测板和上位机软件三部分。结果表明,单粒子翻转、单粒子闭锁和单粒子功能中断3种单粒子效应的软件故障注入方法均通过NOR Flash存储器单粒子效应测试系统得到验证。本文的研究可以为相关单粒子效应模拟提供参考,为分析存储器单粒子效应对电子系统的可靠性影响打下基础。 展开更多

关键词 NOR Flash 单粒子效应 故障注入 测试系统 模拟方法

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NMOS大气中子辐射效应仿真研究

10

作者 赵鹏 梅亮 常成 《计算机与数字工程》 2019年第2期489-492,共4页

在临近空间内运行的临近空间飞行器,容易受到临近空间中大气中子的辐射影响,尤其是其上搭载的FPGA等大规模集成电路,极易发生单粒子翻转,影响整个飞行器的安全运行。单粒子翻转大多由于NMOS管受粒子辐射作用产生瞬态脉冲电流导致,论文利... 在临近空间内运行的临近空间飞行器,容易受到临近空间中大气中子的辐射影响,尤其是其上搭载的FPGA等大规模集成电路,极易发生单粒子翻转,影响整个飞行器的安全运行。单粒子翻转大多由于NMOS管受粒子辐射作用产生瞬态脉冲电流导致,论文利用TCAD对NMOS管进行建模,仿真得出受不同能量中子辐射所产生的脉冲电流,从而找到利用仿真手段得出NMOS管受大气中子辐射影响产生瞬态电流的方法,为后续研究FPGA受大气中子辐射单粒子效应奠定基础。 展开更多

关键词 大气中子 单粒子效应 TCAD NMOS

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数字信号处理器的单粒子辐照试验初步研究

11

作者 范思安 陈克难 《核电子学与探测技术》 CAS CSCD 北大核心 2010年第10期1372-1374,共3页

介绍了高能中子对数字信号处理器TMS320P25在动态工作情况下的单粒子效应试验。通过对TMS320P25输出波形和工作电流的测量,摸索出单粒子对该器件的影响规律,并给出了分析结果、试验数据和测量方法。

关键词 中子辐照试验 粒子效应 字信号处理器

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航空电子设备大气中子单粒子效应故障率预计方法 被引量：5

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作者 陈冬梅 严拴航 +3 位作者 白桦 孙旭朋 底桐 王群勇 《环境技术》 2020年第2期158-168,共11页

本文分析了航空电子设备大气中子单粒子效应防护技术的国际系列标准现状,首次提出了一套航空电子设备大气中子单粒子效应故障率预计方法,阐述了其计算原理、计算程序与计算案例。验证案例表明,地面模拟试验值与三个不同数据来源的预计... 本文分析了航空电子设备大气中子单粒子效应防护技术的国际系列标准现状,首次提出了一套航空电子设备大气中子单粒子效应故障率预计方法,阐述了其计算原理、计算程序与计算案例。验证案例表明,地面模拟试验值与三个不同数据来源的预计值在一定的误差范围以内,可以为在飞机全寿命周期过程中及时发现中子单粒子效应故障对设备的危害影响提供一个必要的定量计算工具。 展开更多

关键词 航空电子设备 大气中子单粒子效应 故障率 可靠性 安全性 可用性 维修性

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单个α-粒子的细胞效应 被引量：1

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作者 卫增泉 ProssH.-D 《航天医学与医学工程》 CAS CSCD 1998年第5期368-370,共3页

为研究生物学上的单粒子效应 ,阐明空间带电粒子生物效应的机理 ,采用一台小型α-放射源微束装置和CN核径迹探测器 ,以双倍体酵母菌作为真核细胞试验体系 ,通过电荷耦合摄像系统 ,得到细胞失活与α-粒子 -细胞碰撞参数之间的关系。结果... 为研究生物学上的单粒子效应 ,阐明空间带电粒子生物效应的机理 ,采用一台小型α-放射源微束装置和CN核径迹探测器 ,以双倍体酵母菌作为真核细胞试验体系 ,通过电荷耦合摄像系统 ,得到细胞失活与α-粒子 -细胞碰撞参数之间的关系。结果表明 ,1 .1 3MeV/uα -粒子在细胞 -琼脂混合物中失活范围可达 5.5μm ,大于离子径迹晕半径与酵母细胞半径之和 (约 3 .1 μm)。细胞失活率在 0 .3 6～ 0 .3 3之间。提示 :细胞要由失活到致死 ,需要多次击中 ,然而在未击中情况下 ,失活几率在一定碰撞参数下未必为零。 展开更多

关键词 单粒子效应 微束装置 碰撞参数 细胞效应

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