卫星抗辐射加固技术.
半导体器件辐射效应及抗辐射加固
半导体器件辐射效应及抗辐射加固随着空间技术和国防科技的不断发展，半导体器件在航空、航天、军事等领域的应用越来越广泛。
然而，半导体器件在受到空间辐射后会产生各种效应，如离子注入、光刻、蚀刻等，这些效应会导致器件性能下降甚至失效。
为了提高半导体器件的可靠性，抗辐射加固技术成为了研究热点。
半导体器件受到辐射后，会产生各种效应。
其中，离子注入是一种常见的辐射效应，它是指高能离子在半导体中注入并形成堆积层，从而导致器件性能下降。
光刻则是指辐射引起的半导体表面形态变化，它会导致器件的几何形状和尺寸发生变化，进而影响性能。
蚀刻也是辐射效应之一，它是指辐射引起的半导体表面物质损失和形貌变化，进而导致器件性能下降。
为了应对半导体器件的辐射效应，各种抗辐射加固技术应运而生。
材料选择是一种有效的加固方法。
通过选择具有优良抗辐射性能的材料，如碳化硅、砷化镓等，可以显著提高半导体器件的抗辐射能力。
结构优化也是一种有效的抗辐射加固技术。
例如，通过优化器件的结构，可以降低辐射对器件性能的影响。
减少剂量率也是一种可行的加固方法。
通过降低辐射剂量率，可以减少器件受到的辐射损伤，从而提高器件的可靠性。
为了比较各种加固技术效果，我们选取了一种常见的半导体器件——互补金属氧化物半导体（CMOS）进行实验研究。
我们采用材料选择方法，分别选用碳化硅和硅材料制作CMOS器件。
实验结果表明，碳化硅材料的CMOS器件性能更稳定，抗辐射能力更强。
然后，我们采用结构优化方法，对CMOS器件的结构进行了优化设计。
优化后的CMOS 器件在受到辐射后，性能下降幅度明显减小。
我们采用减少剂量率方法，降低了辐射剂量率。
实验结果显示，降低剂量率后，CMOS器件的性能更加稳定。
本文对半导体器件的辐射效应及抗辐射加固技术进行了深入探讨。
通过实例分析，我们发现材料选择、结构优化和减少剂量率等抗辐射加固技术均能有效地提高半导体器件的抗辐射能力，从而提高器件的可靠性。
其中，材料选择是最为关键的加固方法，它直接决定了器件的抗辐射性能。
卫星安全防护
卫星的安全防护对策主要有以下三种手段：1.静态防护措施：抗辐射加固：固定波长图层、主动非线性光学、波长捷变光学。
轨道选择：选择更高的不易被一般敌人奇迹的运行轨道。
可以快速动作的眼皮式装置，能够方碎片以及放强激光照射。
冗余：建设具有分布结构的大型网络星座（摧毁其中一个或者几个卫星不至于使整个系统瘫痪，或者可以应急补星）2.威胁警告措施卫星搭载现场敏感能力，激光微辐射计、集成激光与射频敏感器。
增强态势感知能力，对攻击进行估计和探测，包括提高情报能力、威胁分析能力、太空监视能力。
3.受击反应措施：采用轨道机动和变轨技术暂时改变运行轨道。
采用平台自主控制技术，实现对平台的自主诊断和降效使用。
一、激光对光电探测器的杀伤主要有2种：一是软杀伤，是指激光辐照引起的光电材料或期间的功能性退化或暂时失效，软杀伤后期间仍有信号输出，但信噪比会大大降低；二是硬杀伤，即加热引起的熔融、汽化烧蚀以及热分解碳化和热应力损伤，硬杀伤是永久性破坏，被破坏器件无信号输出。
探测器各种性能的改变，实际上都可归因于激光辐照探测器时，造成探测器组成材料的性能改变或者金属电极、焊接部位的破坏。
卫星光电探测器是最易损、最需要保护的不见。
对其激光防护可分为波长防护型和光强防护型。
早在1989年，美国政府就对所有装备部队和正在研制的武器系统做出了必须具备抗激光防护能力的明确规定。
新型传感器和抗激光材料以及抗激光防护设计已应用与卫星和导弹及各种航空航天飞行器。
例如，非线性光电传感器、反饱和吸收/抗激光播磨，以及防激光的新型聚合物基复合材料、碳-碳复合材料、陶瓷基复合材料、抗激光涂层等。
波长防护型膜层（对某一波段具有高反射性，对其他波段具有高投射性）1）美陆军纳蒂克研究中心研制一种组合式层状结构防护镜，其利用多层介质膜对特定波长激光的反射系数衰减达到激光防护效果。
根据报道可防护532nm、694nm和1064nm三种激光，光密度为4，可见光透过率达73%，其主要缺点是玻璃箔易损。
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摘要VDMOS是功率电子系统的重要元器件，它为电子设备提供所需形式的电源和为电机设备提供驱动。
在辐照环境中使用的VDMOS器件的电学参数会在受到辐照后发生变化，影响到其在整体电路中的应用，因此对其辐照效应及抗辐照技术的研究具有重要的意义。
本文研究了功率VDMOS器件的总剂量辐照理论，借助数值仿真软件深入分析了总剂量辐照对功率VDMOS器件性能的影响，以及VDMOS器件的总剂量辐照加固理论和方法，重点分析了薄栅氧化层技术，后栅氧化层技术。
基于上述研究设计了一套薄栅氧化层技术结合后栅氧化层技术的功率VDMOS器件总剂量辐照加固的工艺流程，并采用该流程制造出了一种总剂量辐照加固的功率VDMOS器件。
关键词：功率VDMOS器件，总剂量辐射，后栅氧技术I / 65ABSTRACTVDMOSisanimportantcomponentofpowerelectronicsystems,whichprovideth enecessaryformsofpowersourceforelectronicdevicesandpower-driverelectri calequipment.InRadiationenvironment,theelectricalparametersofVDMOSdevi cesusedinthewillbechangedafterirradiation,whichaffecttheoverallcircuit ,SotheresearchoftheVDMOSradiationhardenedtechnologiesisveryimportant.ThetotaldoseradiationofpowerVDMOSdevicesareresearchedinthisthesis.AndI usenumericalsimulationsoftware-depthanalysisofthetotaldoseofirradiationontheperformanceofpowerVDMOSdevices,aswellasthetotaldoseofVDMOSdevicesreinforcementtheoryandmethodofirradiation,focusingonanalysisofthethingateoxidetechnology,afterthegateoxidetechnology.Basedontheaboveresearch,designasetofthingateoxidetechnologyafterthegateoxidetechnologypowerVDMOSdevicetotaldoseirradiationofthestrengtheningprocessandtheprocessusedtocreateatotaldoseofirradiationpowerVDMOSdevicesreinforcement.Keywords:powerVDMOSdevices,atotaldoseofradiation,“lateandthingate”technologyII / 65目录第1章引言 .......................................... 错误!未指定书签。
智能功率集成电路抗辐射加固设计研究
智能功率集成电路抗辐射加固设计研究半导体技术对航空航天事业起着极为重要的作用,应用在商业航天领域的电子设备及系统需要在空间辐射环境下有足够的可靠性和运行寿命,应具备足够的抗辐射能力。
智能功率集成电路在设备及系统中为各类芯片供电,可以被看作是所有集成电路的“心脏”,更是商业航天设备的关键。
随着我国商业航天产业的发展,对电子设备及系统抗辐射能力的要求越来越高,因此智能功率集成电路的抗辐射性能显得尤为重要,是航天设备在辐射环境中工作的基础。
国外对抗辐射加固技术的研究起步较早,目前对辐射效应机理和抗辐射加固技术的研究已经取得不错的进展。
国外已有若干公司能提供航天级抗辐射智能功率变换芯片及电源模块,可应用于航空航天领域。
国内对该领域关键技术的研究起步较晚,目前远远滞后于国外。
国内目前抗辐射分立器件、抗辐射工艺开发、数字电路抗单粒子加固技术等方面已经有所进展,但在标准BCD工艺下针对抗辐射智能功率集成电路加固技术的研究还较少。
因此在该领域的研究对商用航天产业具有重大意义。
本文在此背景下,基于标准BCD工艺,研究辐射效应对BJT、MOS、LDMOS等器件的影响,分析了辐射效应对预降压、基准、跨阻放大器等关键子电路的影响。
在标准BCD工艺下,从器件和电路两个层面,提出抗辐射加固措施并验证。
基于以上研究,设计了一款用于光电耦合器的抗辐射光电接收芯片和一款抗辐射Buck型DC-DC芯片。
具体研究内容及主要创新如下:1.研究BJT管和MOS 管的总剂量辐射效应产生机理,分析了双极晶体管的电流增益衰减和MOS晶体管的阈值电压漂移、漏电流增加等总剂量辐射效应对功率集成电路的影响。
为提高芯片抗总剂量辐射能力,采用环栅MOS管结构对器件进行加固,利用Sentaurus仿真平台,在0.18μm标准BCD工艺下,对环栅MOS管等效宽长比计算模型进行仿真验证。
为采用环栅MOS器件进行电路设计和仿真,在Cadence中建立环栅MOS器件单元库。
星载计算机抗辐射加固技术
２栅年第ｌ期航天控制星载计算机抗辐射加固技术华更新王国良郭树玲北京控制工程研究所，北京１０００８０、ｊ氐ｂ摘要为掌握星载计算机系统级抗辐射加固技术，针对星栽计算机的抗辐射薄弱环节．研究抗辐射加固措施，完成了３８６日三机变结构原理样机。
重点研究了抗单粒子效应多机客错技术和存储器校验技术，抗总剂量效应屏蔽材料和屏蔽工艺。
最后研究了实时多任务操作系统及其抗辐射问题。
主题词星载计算机辐射加固单粒子效应总荆量效应您ｌｄｉａ廿∞Ｈ盯ｄｅｎｉｌ培艮｝ｃｈＩＩｉｑＩｌ瞪ｆｏｒｏｎ－ｂ０龇曰Ｃ伽叩哪ｔｅ璐ＨｕａＧ朋鲥ｎｗ锄ｇＧｕｏｌｉ粕ｇＧｕｏｓ｝ｎｄｉｎｇＢｅ玎峨ｈ蛄眦ｅｏｆｃｏｎ廿ｄＥＩｌｇｉｎｅｅｄｌｌｇ，Ｂｅ玎峨１删Ａｈ嘲ｚｋｆ７ｂ括蠡似ｍ耐越幻，砌蹴ｒ旃ｅ可咖ｍ如耐ｍｄ珏ｉＤｎ＾ｃＢ砘面１９蛔知矗砷螂一０Ｂｃ．Ｆ０ｒ妇１ｔ砌抽ｅ站ｏ，加兀．础｜ｆｏｎ＾ｄ，＿如ｎ打ｗ０Ｂｃ，伽ｋ糖删ｍＰ丘ｓｋｄ‘ｋ３８６麟ｐｍ∞印删如廊ｋｍ础加砌俐“叮㈣№．耽血㈣毗眦溉∞删ｄ—ｍｏｃｈ‘ｆ凹陀出ｍ如７呵口，“ｅ珊ｒ出。
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，耐蛇胁憎ＲＨ据商７“ｇ钾Ⅱ胛ｓｆ陇２涮．Ｓｕ蚰ｅｃｔｔｅｒ璐Ｏｎ－胁坷㈣掣妇ｒ（０Ｂｃ）删沁ｉｏｎ妇坷Ｂｒ嘶（ＲＨ）＆，北眦眦畔￡（ＳＥＵ）％ｄ；Ｍ掘ｎｇ如∞１引言星载计算机是卫星上的核心部件．主要用于卫星控制、星务管理、敏感器数据预处理等。
星载计算机有两种技术实现途径：一是采用高等级的抗辐射芯片来制造星载计算机，这种途径的优点是不用担心辐射问题，且不用采取冗余抗辐射措施；面临的问题是抗辐射芯片价格昂贵，批量小，制造周期长，采购困难，可选择的面也很窄。
二是选用合适的非加固器件来制造星载计算机，这种途径的优点是价格便宜，芯片采购容易，来源广泛；面｛Ｉ缶的问题是必须采取各种抗辐射措施来克服非加固器件抗辐射能力弱的缺点。
航天器件抗辐射器件加固工艺流程
航天器件抗辐射器件加固工艺流程（中英文版）英文文档：Title: Process Flow for Radiation Hardening of Aerospace DevicesThe process flow for radiation hardening of aerospace devices is crucial to ensure the reliability and functionality of electronic components in space environments.The main objective is to enhance the tolerance of these devices against the harmful effects of radiation, such as ionizing radiation and high-energy particles.The process flow typically involves the following steps:1.Selection of appropriate devices: The first step is to select electronic devices that are designed to withstand the radiation levels expected in the space environment.This may involve using devices made from materials that have high resistance to radiation, such as silicon on insulator (SOI) technology.2.Radiation environment analysis: It is essential to understand the specific radiation environment in which the aerospace device will be operating.This includes assessing the types and levels of radiation that the device will be exposed to, such as electrons, protons, and gamma rays.3.Design and layout: The next step is to design and layout the electronic circuitry in a way that minimizes the impact of radiation on the device.This may involve using shielding techniques, such as metalenclosures or magnetic fields, to protect the devices from radiation.4.Radiation testing: Once the design is complete, the next step is to test the device for its resistance to radiation.This typically involves subjecting the device to high levels of radiation in a controlled environment and assessing its performance and functionality.5.加固工艺流程: If the device fails the radiation testing, it may be necessary to apply radiation hardening techniques, such as adding additional layers of insulating material or using more robust materials in the construction of the device.6.Verification and validation: After the radiation hardening process is complete, the device should be thoroughly tested and validated to ensure that it meets the required specifications and operates reliably in the space environment.7.Continuous monitoring: Once the aerospace device is in operation, it is important to continuously monitor its performance and detect any signs of radiation-induced degradation.This may involve using diagnostic tools and techniques, such as electrical measurements and thermal analysis.中文文档：标题：航天器件抗辐射加固工艺流程航天器件抗辐射加固工艺流程对于确保电子组件在太空环境中的可靠性和功能性至关重要。
卫星抗辐射加固技术
文章编号:1006-1630(2001)02-0056-05卫星抗辐射加固技术宋明龙, 朱海元, 章生平(上海航天技术研究院509所,上海 200240) 摘 要:分析了F Y 21C 卫星运行轨道空间辐射环境,介绍了整星、单机、器件抗辐射要求。
卫星研制过程中,对各单机和系统在技术设计、元器件选择、软件编制等的抗辐射加固设计要求。
特别对有CPU 和存储器的单粒子翻转效应(SEU )和闩锁效应(SEL )试验。
仪器和系统的软件均用故障注入的方法完成了抗SEU 的仿真试验。
关键词:太阳同步卫星;空间辐射;抗辐射加固;仿真试验中图分类号:V520.6 文献标识码:AR adiation 2R esistance and R einforce T echnology of S atelliteSON G Ming 2long , ZHU Hai 2yuan , ZHAN G Sheng 2ping(No.509Institute of SAST ,Shanghai 200240,China )Abstract :Putting forward the needs of radiation 2resistance and reinforce of the whole F Y 21C satellite ,stand 2alones and units ,analyzing space radiation environment of the satellite.In the design and manufacture ,we raise clearly the requirements of radiation 2resistance and reinforce about the stand 2alones and system ’s technology design ,unit selection and software programming.Especially SEU and SEL tests are done for the stand 2alones with CPU or memory SEU 2resisting simulation test is also done for the software of the instruments and s ystem by failure 2injecting method.K eyw ords :Sun synchronous satellite ;S pace radiation ;Radiation 2resistance and reinforce ;Simulation test 收稿日期:2000-09-29;修回日期:2001-01-05 作者简介:宋明龙(1940-),男,研究员,上海市宇航学会会员,研究领域:卫星总体。
某卫星载荷抗空间辐射环境设计
中 国电子科技 集 团公 司第二十 七研 究所 ， 州 郑 ４ ０ １ ５０５
摘
要： 着重介 绍了轨道 高度 ６ ０ｋ ０ ｍ左右的太阳同步轨道卫 星及其载荷 的空间辐射环境情 况 ， 阐述 了卫
星载荷抗空间辐射环境设计（ 防护设计 ） 的措施及实施办法 ， 并结合工程实践 ， 对某卫星载荷提 出了抗空 间
成失效 。因此 ， 卫星载荷的抗辐射加 固设计就成
为保 障设 备 可靠 、 长寿 命运 行 的一项关 键技术 。
表 Ｉ 主要指标 的一般要求
卫 星 蒙 皮 机 壳 单
项目
星 外 材 料 单 机 壳 内 材 阳电池片 内 体 太
和元器件 体 外 材 料 和 元 料 和元器件 器件
子氧相比， 虽然机理不 同， 但最 终的主要结果都
是 导致星 体表 面材料 的剥 蚀 ， 得 其 热学 和光 学 使
５． ０ 总 剂 量 效 应 ６× １ ６
Ｉ×１ ５ ０
Ｉ × １ ４ × １“ ｅ ０ ０ ／
性能、 导电性能等变差。因此 ， 效应可结合原 其
子 氧一起 考虑 。
ｒｄ Ｓ） ａ（ｉ
★ ★
（ ） ★★★
单粒子翻转 位翻转 率≤１ ＿ 次／ 天或器 件翻转 率 ≤３× ０ ７ 位／
对卫星的主要影响是容易激发单粒子效应。 般情况下， 低轨道卫星表面不易产生很高 的静电。但如果卫星经过极区的话 ， 就会经常遭
一
遇到来 自 外太空的、 沿磁力线注入到低轨道的沉 降粒子 ， 而且沉降粒子常常伴随着地磁扰动产生 的电离层“ 空穴 ” 而发生 。这就形成了使卫星表 面充电到高电位的条件 ， 使得极区成为低轨道卫
卫星载荷工作在距地球约 ６０ｋ 的高空 ， ０ ｍ 构成 复杂， 需要采取相应的保护措施和抗辐射加固措 施， 否则系统将很难正常工作 。本文主要结合此 项 目中卫星载荷 的具体情况进行相关 的抗空间 辐射环境加固设计 。
卫星抗辐射加固技术概论
卫星抗辐射加固技术概论1. 引言卫星是人类在太空中进行科学研究、通信和导航等活动的重要工具。
然而，太空环境中存在着高能粒子辐射的威胁，这对卫星的正常运行和寿命造成了严重影响。
为了提高卫星的抗辐射能力，科学家们开展了大量的研究，并提出了各种抗辐射加固技术。
本文将介绍卫星抗辐射加固技术的概况，包括材料选择、结构设计和电子器件保护等方面。
通过了解这些技术，我们可以更好地理解卫星抗辐射加固的原理和方法。
2. 材料选择在设计和制造卫星时，材料的选择是非常重要的一步。
因为不同材料对辐射的响应程度不同，有些材料具有良好的抗辐射性能，能够有效地减少或阻止高能粒子对电子器件产生损害。
常见的用于卫星抗辐射加固的材料包括：•碳纤维复合材料：具有高强度、低密度和良好的抗辐射性能，广泛用于卫星结构的制造。
•铝合金：具有良好的导热性和强度，可以作为卫星外壳的材料，起到一定的屏蔽作用。
•硅胶：具有较高的辐射吸收能力，可以用于电子器件的包装和保护。
•铅：是一种常见的辐射屏蔽材料，可以用于卫星关键部位的保护。
在选择材料时，需要考虑到其物理、化学和机械性质，以及成本和加工工艺等因素。
综合考虑这些因素，可以选择最适合的材料来提高卫星的抗辐射能力。
3. 结构设计卫星结构设计是卫星抗辐射加固中非常重要的一环。
通过合理设计卫星结构，可以降低高能粒子对电子器件造成的损害。
在结构设计中需要考虑以下几个方面：3.1. 碎片防护太空中存在着大量碎片，这些碎片可能对卫星造成严重破坏。
为了保护卫星免受碎片的撞击，可以在卫星外壳上增加碎片防护层或装置，以吸收或反射来自外部的碎片。
3.2. 结构强度卫星在发射和运行过程中会受到各种力的作用，包括振动、冲击和重力等。
为了保证卫星在极端环境下的正常运行，结构设计需要具有足够的强度和刚度。
3.3. 辐射屏蔽辐射屏蔽是指通过合理设计卫星结构来减少高能粒子对电子器件的损害。
可以采用多层结构、空气隔离和特殊材料等方式来实现辐射屏蔽效果。
航天器件抗辐射器件加固工艺流程
航天器件抗辐射器件加固工艺流程下载提示：该文档是本店铺精心编制而成的，希望大家下载后，能够帮助大家解决实际问题。
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ic抗辐射加固的方法
ic抗辐射加固的方法
1.结构加固：增加辐射安全性的结构可用地下管道或其他混凝土结构，以阻挡和减轻由辐射所产生的杂波，同时用隔离装置分隔电气元件就可以降低辐射泄漏。
2.屏蔽材料：在设备外壳上涂上屏蔽材料，特别是金属面，可用于减轻来自主源的辐射。
对于空中发射的辐射，可通过将设备放置与周边建筑的空隙处或栅栏等屏蔽物体隔开，以降低辐射泄漏。
3.印刷电路板：用于抵消因辐射所产生的电压和电流波动，使印刷电路板（PCB）表面把大多数负源性辐射电压和电流反射回来，而在PCB层表阻挡辐射，对PCB 层测量一整起屏蔽封装以及封装内壁组件可以防止外来辐射，同时也可以减少外部辐射影响PCB电路的可靠性。
4.扩音器和滤波器：可用全带频增益放大器及其他滤波器来抑制频率变化的失真；通过调整电路的配置，同时滤掉无用频率和辐射波，降低对接收和发射机的辐射的影响。
航天器件抗辐射器件加固工艺流程
航天器件抗辐射器件加固工艺流程英文回答：Radiation Hardening Process Flow for Space-Grade Electronic Components.The radiation hardening process flow for space-grade electronic components involves several key steps to mitigate the effects of ionizing radiation and ensure reliable operation in the harsh space environment. Here's an overview of the process flow:1. Component Selection and Screening: The first step involves selecting electronic components that are inherently radiation tolerant or can be hardened through subsequent processes. Components are screened for their radiation susceptibility through various tests, such as total ionizing dose (TID) and single-event effects (SEE) testing.2. Radiation Hardening Techniques: Various radiation hardening techniques are employed to enhance the radiation tolerance of electronic components. These techniques include:Process Modifications: Modifying the manufacturing process to reduce the sensitivity of components toradiation effects.Circuit Design: Using radiation-hardened circuit designs and topologies that minimize the impact of radiation.Component Packaging: Utilizing shielding materials, such as lead or tantalum, to protect components from radiation exposure.3. Post-Fabrication Processing: After component fabrication, additional processing steps are performed to further enhance radiation tolerance. These steps include:Annealing: Heat treatment to repair radiation-induced defects in the semiconductor material.Radiation Testing and Verification: Comprehensive radiation testing is conducted to verify the radiation hardness of the components and ensure they meet the specified requirements.4. Quality Assurance and Control: Throughout the process flow, rigorous quality assurance and control measures are implemented to ensure the reliability and performance of radiation-hardened electronic components.中文回答：航天器件抗辐射加固工艺流程。
粒子辐射效应加固政策
粒子辐射效应加固政策是针对电子设备、特别是航天、军事等关键领域中的电子系统，为了抵御粒子辐射对其产生的潜在影响而制定的一系列措施和政策。
这些措施和政策旨在确保电子系统在遭受粒子辐射时能够保持其性能稳定、可靠，并且具备抗辐射干扰的能力。
粒子辐射效应可能导致电子设备出现性能下降、故障甚至完全失效。
为了减轻这种影响，加固政策通常包括以下几个方面：
1. 设计和制造阶段的预防措施：在电子设备和系统的设计和制造阶段，采取一系列抗辐射加固措施，如选择具有较好抗辐射性能的元器件、优化电路设计、增加冗余设计等。
2. 测试和评估：对电子设备和系统进行严格的辐射测试和评估，以确保其在遭受粒子辐射时能够保持正常工作。
这包括进行辐射剂量测试、功能测试、可靠性测试等。
3. 维护和修复：在设备使用过程中，定期进行维护和检查，及时发现并修复因辐射导致的潜在问题。
同时，建立相应的故障处理机制，确保在设备出现故障时能够迅速进行维修和恢复。
4. 政策和标准制定：制定和完善相关的政策和标准，规范电子设备和系统的抗辐射加固要求，推动相关技术的研发和应用。
需要注意的是，粒子辐射效应加固政策的具体内容可能因应用领域、设备类型等因素而有所不同。
航天器星载计算机系统设计与实现考核试卷
A.有线通信
B.无线通信
C.光纤通信
D.红外通信
9.星载计算机系统中，下列哪种故障处理策略最为常见？（）
A.重启
B.恢复出厂设置
C.自动切换冗余设备
D.人工干预
10.下列哪种编程语言不适合星载计算机系统的开发？（）
A. C语言
B. ADA语言
C. Java语言
A.无线射频传输
B.光学通信
C.有线电缆传输
D.红外传输
20.下列哪个选项不是星载计算机系统设计的基本原则？（）
A.高可靠性
B.高性能
C.低成本
D.易维护性
二、多选题（本题共20小题，每小题1.5分，共30分，在每小题给出的四个选项中，至少有一项是符合题目要求的）
1.星载计算机系统设计时需要考虑的环境因素包括（）
C.闪存
D.硬盘
5.以下哪项不是星载计算机系统的冗余设计手段？（）
A.硬件冗余
B.软件冗余
C.数据冗余
D.时间冗余
6.星载计算机中使用的抗辐射加固技术不包括（）
A.抗辐射材料
B.抗辐射设计
C.抗辐射涂层
D.抗辐射软件
7.星载计算机系统的实时操作系统主要特点是（）
A.多任务
B.实时性
C.可靠性
D.开放性
航天器星载计算机系统设计与实现考核试卷
考生姓名：__________答题日期：____年__月__日得分：_________判卷人：_________
一、单项选择题（本题共20小题，每小题1分，共20分，在每小题给出的四个选项中，只有一项是符合题目要求的）
1.星载计算机系统的设计首要考虑因素是（）
航天电子抗辐射研究综述
第２８卷第５期２００７年９月字航学报Ｊｏｕｍａｌ０ｆＡｓｌｒｏｒｍｕｔｉｅｓＶ０１．２８Ｎｏ５Ｓｅｐｔｅｍｂｅｒ２００７航天电子抗辐射研究综述冯彦君，华更新，刘淑芬（中囤空间技术研究院北京控制工程研究所，北京１０００８０）摘要：辐射是影响航天电于设备高可靠长寿命运行的重要因素，是当前航天电子技术的研究重点。
首先介绍了造成各种辐射效应的空间辐射环境，以及总剂量、单粒子、位移损伤和航天器带电等辐射效应的内在物理原理；然后，综述丁当前最新的抗辐射措施、辐射试验方法ｔ抗辐射加固保障等技术，最后指出抗辐射研究的方向。
关键词：航天电子；辐射效应；抗辐射加固；抗辐射加固保障中图分类号：ｖ５２０．６文献标识码：Ａ文章编号：１０００．１３２８（２００７１０５－１０７１－１００引言辐射是造成航天器电子设备异常或故障的重要原因，国内外对航天故障的统计显示：４０％左右的故障源自太空辐射“ｏ。
因此抗辐射技术是保障航天电子设备高可靠长寿命运行的关键技术，是航天电子领域的研究重点和热点。
抗辐射技术是交叉学科，涵盖空间辐射物理学、微电子学、半导体学、电路分析设计、辐射试验等多项技术领域。
沿着辐射损伤的因果链条，本文综述了空间辐射环境的组成，总剂量、单粒子、位移损伤和带电等辐射损伤的内在物理机制，进而总结了各种抗辐射措施，概述了地面辐射模拟试验、加固保障等技术，最后指出了抗辐射研究的方向。
１空间辐射环境简介根据来源不同，将空间天然辐射分为太阳活动、宇宙射线、捕获带和次级辐射。
１．１太阳辐射太阳辐射是空间辐射环境中最活跃和最主要的因素，经长期观测，依据粒子能量和通量的不同，将太阳活动分为缓变型太阳活动和爆发型太阳活动，它们的辐射影响不尽相同。
缓变型太阳活动期间，日冕持续不断地向外膨胀，发射出速度为３００—９００ｋｍ／ｓ的太阳风，其主要成分为电子和质子，占９５％以上，氦离子约占４．８％，其它离子含量甚少”ｏ。
太阳风中低能粒子通收稿Ｅｌ期：２００６．０９ｑ３６；修回日期：２００７＿（Ｙ３一嘴量较大，高能粒子通量极低。
基于SOI的微电子器件抗辐射加固技术
基于SOI的微电子器件抗辐射加固技术范家熠【摘要】近年来,我国航天事业取得了令世人瞩目的成就,越来越多的人造卫星被发射于太空中,从而为人们的生产生活带来了巨大的便利.对于人造卫星来说,由于其受到太空的强烈辐射的影响,致使其内部微电子器件的硅层与二氧化硅层会产生电离,并进一步引发瞬时效应与闭锁效应,进而大大降低了人造卫星的运行可靠性.因此必须要通过SOI工艺来对微电子器件进行抗辐射加固,为此,本文便对基于SOI的微电子器件抗辐射加固技术进行深入的探讨与研究.【期刊名称】《信息记录材料》【年(卷),期】2018(019)012【总页数】2页(P65-66)【关键词】SOI;微电子器件;抗辐射;加固技术【作者】范家熠【作者单位】江苏科技大学苏州理工学院电子工程系江苏张家港 215600【正文语种】中文【中图分类】TP211 引言在太空环境下，辐射会穿透人造卫星的表面，这使得人造卫星中的集成电器会逐渐聚集离子，进而产生电离，并引发严重的瞬时效应与闭锁效应，从而导致微电子器件失效，这种影响非常不利于人造卫星的可靠运行，因此需要采取相应的工艺方法来对微电子器件进行保护。
SOI工艺是国际上使用最为广泛的抗辐射加固工艺，这种工艺能够有效保护微电子器件不会受到辐射的影响，大大提高微电子器件的抗辐射性能，使微电子器件在寿命周期内得到了非常可靠的保护。
2 SOI工艺的应用优势及现状2.1 SOI工艺的应用优势现阶段，世界各国在制造微电子器件抗辐射电路过程中，主要采用SOI与SOS两种工艺，这两种工艺的加工精度能够控制在0.2至1μm范围以内，相比于SOS工艺，SOI工艺的制造成本要更低，而且集成度较高，所产生的漏电流也非常小，并且在抗辐射性能要更好，速度也较高，SOI工艺的出现，使体硅CMOS中因导电类型的不同而造成隔离结构不同的技术难题得到了有效解决，SOI工艺是将绝缘层埋置于单晶层中，并通过在开沟下设置绝缘介质来进行隔离的，这种工艺能够去除PN结隔离，从而使隔离结构的漏电量得到了大幅减少，显著增强了微电子器件的耐压能力，同时也大大提高了微电子器件的速度、温度、耐压以及抗辐射等特性。
抗辐照加固措施
抗辐照加固措施一、引言随着现代科技的发展，放射性物质的使用越来越广泛，辐射污染也成为了一种普遍存在的环境问题。
在核电站、医院、实验室等场所中，人们需要面对辐射的威胁。
为了保障工作人员和公众的健康安全，抗辐照加固措施显得尤为重要。
二、抗辐照加固措施1.建筑结构设计在建设核电站等高风险场所时，应根据不同的辐射水平和设备特点进行合理的建筑结构设计。
一般来说，应采用混凝土等密实材料作为主要建筑材料，并在设计中考虑到防护层厚度、屏蔽结构等因素。
2.防护层防护层是用于保护工作人员和公众免受辐射危害的一种重要措施。
在核电站等场所中，应设置适当厚度的防护层，并采用高密度材料如铅、钨等进行加固。
此外，在选择防护材料时还需要考虑到其耐久性、稳定性等因素。
3.辐射监测辐射监测是保障核电站等场所安全的重要手段。
应在建设前进行环境辐射监测，以确定场所周围的辐射水平。
同时，在场所内部也需要设置辐射监测设备，及时掌握辐射水平变化情况，以便采取相应的措施。
4.人员防护在核电站等场所中，工作人员需要长期接触放射性物质，因此必须采取有效的防护措施。
一般来说，工作人员应佩戴适当的防护服、手套、鞋子等防护装备，并遵守严格的操作规程和安全操作程序。
5.设备加固在核电站等场所中，设备加固是保障设备正常运行和减少事故风险的重要手段。
应根据不同设备特点和使用环境进行合理加固，以提高其耐辐照能力和稳定性。
三、结论抗辐照加固措施是保障核电站等高风险场所安全的重要手段。
在建设过程中，应根据不同的辐射水平和设备特点采取合理的措施，以提高场所的安全性和稳定性。
同时，还需要加强对工作人员的培训和管理，提高他们的安全意识和操作技能。
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文章编号 :1006-1630(2001 02-0056-05卫星抗辐射加固技术宋明龙 , 朱海元 , 章生平(上海航天技术研究院 509所 , 上海 200240摘要 :分析了 F Y 21C 卫星运行轨道空间辐射环境 , 介绍了整星、单机、器件抗辐射要求。
卫星研制过程中 , 对各单机和系统在技术设计、元器件选择、软件编制等的抗辐射加固设计要求。
特别对有 CPU 和存储器的单粒子翻转效应 (SEU 和闩锁效应 (SEL 试验。
仪器和系统的软件均用故障注入的方法完成了抗 SEU 的仿真试验。
关键词 :太阳同步卫星 ; 空间辐射 ; 抗辐射加固 ; 仿真试验中图分类号 :V520.6文献标识码 :AR adiation 2R esistance and R of S SON G Ming 2 2, G Sheng 2pingShanghai 200240, Chinathe needs of radiation 2resistance and reinforce of the whole F Y 21C satellite , stand 2alones analyzing space radiation environment of the satellite. In the design and manufacture , we raise clearly the requirements of radiation 2resistance and reinforce about the stand 2alones and system ’ s technology design , unit selection and software programming. Especially SEU and SEL tests are done for the stand 2alones with CPU or memory SEU 2resisting simulation test is also done for the software of the instruments and s ystem by failure 2injecting method.K eyw ords :Sunsynchronous satellite ; S pace radiation ; Radiation 2resistance and reinforce ; Simulation test收稿日期 :2000-09-29; 修回日期 :2001-01-05作者简介 :宋明龙 (1940- , 男 , 研究员 , 上海市宇航学会会员 , 研究领域 :卫星总体。
0引言太阳同步卫星轨道在地球内、外辐射带内 , 要受粒子的辐射 , 如果预防措施不够有力 , 抗辐射加固设计不全面 , 那么当遇到空间粒子活动剧烈时 , 卫星电子器件将受到损害 , 不能完成预定的工作任务。
研究卫星运行空间环境中各种粒子的种类、分布情况、能量及强度等因数 , 对星上选用元器件提出抗辐要求、硬件和软件的抗辐加固设计、系统的地面 SEU 仿真试验以及故障对策等抗辐加固技术 , 是研制长寿命卫星的关键。
1空间粒子辐射环境分析F Y 21C 所处空间的粒子辐射环境如下 :a. 地球辐射带粒子地球辐射带分为内、外两带。
内辐射带的空间范围在赤道平面约 (600~10000 km 高度内 ; 外辐射带的空间范围延伸到赤道平面约 (10000~60000 km 高度。
F Y 21C 卫星的轨道高度为 870km , 属于内辐射带范围。
内辐射带粒子由地球磁场俘获 , 粒子主要有质子、电子组成。
电子能量大于0. 5MeV , 最大积分通量大于 108/(cm 2・ s ; 质子能量为 (0. 4~50 MeV , 最大积分通量大于 106/(cm 2・ s 。
F Y 21C 气象卫星飞越大西洋负磁区 (西经65上海航天 AEROSPACE SHAN GHAI2001年第 2期40°上空时 , 将可能经受重粒子的轰击。
b. 太阳宇宙线当太阳耀斑发生时 , 伴随有大量高能带电粒子的发射 , 此即太阳质子事件。
发出的高能带电粒子称作太阳宇宙线。
太阳宇宙线主要是质子和粒子 , 能量一般为(10~1000 MeV 。
太阳质子事件突发的高能粒子 , 能使星上大规模集成电路的计算机产生致命故障。
c. 银河宇宙线来自银河系各个方向的高能带电粒子 , 绝大多数是质子和α粒子 , 还有少量高能粒子 , 此即银河宇宙线。
银河宇宙线的能量大 , 但通量小。
上述三种空间粒子辐射环境 , 前两种对卫星有较大危害。
地球辐射带粒子对 CMOS 器件的辐射累积损伤是主要的 ; 而太阳质子耀斑辐射出的高能粒子 , 对计算机 CPU 、 RAM 及 PROM 等器件将产生单粒子翻转效应 (SEU 和闩锁效应 (SEL ,或永久性损伤。
2a. 轨道高度 870km , 倾角 98. 8°, 工作寿命 >2a 。
b. 星体表面材料和器件总剂量 :5.7×104 Gy ; 太阳电池电子辐照总剂量 :3×1014电子数 / cm 2・ a 。
c. 星内材料与器件总剂量 :>50~1×103 Gy ;3mm 铝屏蔽单机内 :材料与器件最低能承受 60Gy 。
d. 抗空间静电充放要求(a 等电位要求卫星外壳任何两点 (不包括绝缘部件之间的阻抗≤ 10m Ω。
(b 单机通过辐射干扰检测在距离 0. 3m 处能抗 10000V 放电产生的电磁脉冲干扰。
e. 抗单粒子翻转和单粒子闩锁要求(a 单粒子翻转≯ 10-5~10-7(次 /位・天 (对星载计算机和存储器。
(b 单粒子闩锁电路设计抗闩锁措施 , 若闩锁 16h 内应对本机无损伤 , 并对卫星其他系统功能无影响。
3抗辐加固规定和试验指标a. 进行元器件试验。
集成电路抗总剂量指标是 :摸底指标 1×103~5×104Gy ; 功能考核指标 5×102Gy 。
b. 明确需做抗辐加固验证试验的单机有星载计算机、 DCDS 终端设备、扫描辐射计线路箱、固态存储器、遥控接收机。
c. 星载设备的软件必须采取容差设计和相应的故障隔离及对策 , 系统软件进行 SEU 仿真试验。
4对于同时具备如下条件者 ,固试验 :( 外延结工艺 ; 1×103Gy ;c 单粒子翻转小于 10-8次 /位・天 ;(d 无闩锁效应或闩锁阈值很高。
b. 单机(a 所用元器件抗总剂量达到 1×102Gy 以上 ;(b 机壳外屏蔽厚度≮ 3mm (铝。
5抗辐射加固设计5. 1电子元器件的选择和考核F Y 21C 星在设计阶段要求各单机研制单位对关键性器件选用 SOS 器件 , 一般器件选用 CMOS 外延工艺器件。
元器件的选用 , 在技术上采取以下准则和措施 :a. 选择满足抗总剂量、抗 SEU 、 SEL 指标的元器件。
b. 核心器件选用 HCS 器件 , 接口级、切换级和电源等选用按有关标准制造的产品。
c. 电阻、电容、三极管、二极管、继电器等选用国产可免做抗辐射验证试验的产品。
d. 微处理器及其外围设备用的器件选用抗辐射加固产品。
752001年第 2期宋明龙 , 等 :卫星抗辐射加固技术e. 大规模或超大规模集成电路需有厂方抗辐射能力的质保书 , 认证单位在厂方生产的批量产品中随机抽取 1~2只作抗辐射验证试验。
试验品在无屏蔽状态下做辐照 , 只作功能测试。
f. 元器件若无厂方抗辐射能力质保书 , 则从每种元器件中随机抽取 2~3只进行功能正常、功能偏差、功能失效的总剂量辐照验收试验 , 试验指标为 1×103Gy 。
g. 电子器件的重离子、高能质子的单粒子辐照试验采用 Cf 252锎源在器件开盖条件下进行 SEU 、 SEL 试验。
h. 对暴露在星外的有机材料 , 采用高抗辐射塑料和涂料。
5. 2电子线路的抗辐射加固设计电子线路应进行抗辐射加固设计 , 以便在辐射环境下 , 也能够继续保持电路的功能和性能电路抗辐射加固的硬件措施如下 :a.应保证辐射、。
在条件许可情况下 , 。
b. 选用合适的屏蔽方式和屏蔽材料。
c. 对个别抗辐射裕度不是很高的电子器件 , 采用加盖 0. 5mm 厚度的铅皮作加强屏蔽。
d. 采取冗余设计 , 增加安全系数 , 对运算电路、控制电路和中断电路内部存储器采用三冗余方式 , 防止发生软错误。
e. 冗余设计中应用故障隔离技术。
f. 为防止因闩锁时过电流损坏 CMOS 器件 , 电路设计时设置限流范围。
5. 3单机抗辐射加固设计5. 3. 1无 CPU 控制单机a. 合理选取机壳屏蔽厚度。
根据 F Y 21C 卫星 2a 工作寿命要求 , 星内仪器的机壳均采用厚度≮ 3mm 的铝板构成 , 确保产品在 2a 辐射累计剂量条件下不造成性能超差或功能失效。
b. 采用冗余设计。
除采用冷热备份措施外 , 当元器件发生永久性故障时 , 或由机内预设置指令 , 切换到备份单元工作 , 或由地面遥控指令 , 切换到需要的工作模式。
c. 合理设计单机内闩锁电流范围。
当发生闩锁后能在 16h 内不会损坏仪器 , 经关机后恢复工作时不造成性能超差或功能失效。
d. 各单机的输入、输出电路端口均采用可靠有效的故障隔离措施 , 保证一台单机的故障不影响相邻单机的正常工作。
5. 3. 2有 CPU 控制单机卫星抗辐射措施中 , 总剂量和闩锁现象一般通过对硬件采取措施来解决 , 而SEU 造成的软错误还需通过硬件和软件多种方法来解决。
因此 , 除采用无 CPU 控制单机的抗辐射加固设计外 , 还需采取如下措施 :a. , 并能确定为“ /故障启动提供c. 硬件要具有自诊断功能和非法地址检验功能、非法指令检验功能。
d. 星载计算机选用具有故障诊断、故障隔离、高抗辐射性能的 CPU , 硬件时钟与软件时钟互为备份的计时配置 , 以增强软件抗辐射能力 ; 存储器具有“ 纠一检二” 的功能 , 在一定程度上 , 对 SEU 事件进行自动纠正。
e. 除星载计算机外 , 其他用 CPU 控制的单机 ,CPU 、存储器等重要器件均选用符合有关标准的产品。
5. 4星载计算机的抗辐射加固设计星载计算机按总体抗辐射加固要求进行硬件设计。
重要器件选用 SOS 器件 , 一般器件选用 CMOS 外延工艺器件 ; 对不能保证无闩锁的器件 , 在电路设计中均用限流电阻来阻断闩锁的发生 , 或防止因闩锁时过电流而损伤器件。
星载计算机设计成既具有双热机冗余 , 又能冷热备份冗余的能独立工作的双机系统。