Критерии сбоеустойчивости - Методика обеспечения сбоеустойчивости программируемой логической интегральной схемы для ракетно-космического применения

В работе были выбраны следующие критерии сбоеустойчивости:

    -Троирование элементов схемы; - мажорирование схем обработки входных сигналов, - резервирование

Все эти критерии выражаются в итоге в требования стойкости к внешнем воздействующим фактора, которые выржаються в том что микросхемы должны быть работоспособны:

    - при и после воздействия ионизирующих излучений:
      1) заряженных частиц естественных радиационных поясов Земли; 2) солнечных и галактических космических лучей, создающих полную дозу за массовой толщиной защиты 0,5, 1,0 и 3 г/см2 не более 1,2*104 , 3,0 *103 , 4,4*102 рад соответственно и полную дозу внутри на критичном элементе не более 3*103 рад при коэффициенте запаса по дозе 3;
    - при и после воздействия суммарной максимальной плотности потока протонов СКЛ, ЕРПЗ с энергией более 30 МэВ за массовой толщиной защиты 0,3 г/см2 не более 1,1*105 протон*см-2 *с-1; - при и после воздействия суммарного потока протонов ЕРПЗ, ГКЛ и СКЛ с энергией более 30 МэВ (за полетный ресурс) за массовой толщиной

Защиты 0,3 г/см2 не более 9,0*109 протон*см-2 и суммарного потока ТЗЧ ГКЛ и СКЛ с ЛПЭ более 1 МэВ*см2 /мг (за полетный ресурс) за массовой толщиной

Защиты 0, 3 г/см2 не более 1,8 *105 частиц*см-2;

Приведенные выше данные по коэффициенту запаса по дозовым эффектам и работоспособности аппаратуры по одиночным эффектам при и после воздействия потоков протонов и ТЗЧ СКЛ и ГКЛ подтверждены расчетом радиационной стойкости аппаратуры в соответствии с ОСТ-134-1034-2003 (дозовые эффекты) и РД-134-0139-2005 (одиночные эффекты).

Вывод о стойкости РЭА к воздействию ЗЧ КП по одиночным эффектам делается на основе:

- анализа возможности возникновения сбоев и отказов ИЭТ и последствий их влияния на работоспособность и функционирование РЭА с учетом примененных средств защиты, алгоритмов и программ, используемых для обнаружения и устранения сбоев, срыва тиристорного эффекта

И пробоя, времени восстановления штатного функционирования, влияния перерыва в работе составных частей РЭА на работоспособность и функционирование КА;

- результатов расчета частоты сбоев РЭА и вероятности ее отказа по данным о параметрах чувствительности ИЭТ к одиночным эффектам.

При проведении оценки РЭА КА разбивается на ряд функционально замкнутых узлов (схем обработки сигналов, реализации алгоритмов, программ управления). В каждом из них проводится анализ номенклатуры ИЭТ и определяются возможные одиночные сбои и отказы различного типа.

По каждому узлу проводится анализ влияния одиночных сбоев на штатное функционирование РЭА КА в целом и оценивается допустимость (не допустимость) одиночных сбоев. Допустимость одиночных сбоев оценивается с учетом принятых мер сбоеустойчивости - алгоритмов и программ, используемых для обнаружения и устранения сбоя, влияния перерыва в работе РЭА на работоспособность и функционирование КА. По результатам этого анализа определяется также максимально - возможная частота одиночных сбоев либо по каждому замкнутому узлу, либо по аппаратуре в целом с учетом принятых мер сбоеустойчивости (в дальнейшем будем ее называть максимально - допустимой частотой сбоя соответствующего узла РЭА).

По узлам, в которых одиночные сбои ИЭТ недопустимы, должны быть приняты меры по сбоеустойчивости.

По каждому узлу проводится анализ защиты ИЭТ, чувствительных к различного типа отказам, и определяется наличие (отсутствие) систем их защиты, не позволяющим

Привести к их катастрофическим отказам (например, схемотехнические меры не допускающие развития или срыва тиристорного эффекта, не допускающие пробоя и т. п.).

После проведенного выше анализа по каждому из узлов, в котором одиночные эффекты в ИЭТ влияют на функционирование и работоспособность РЭА в целом, проводится оценка частоты сбоев и вероятности возникновения катастрофического отказа.

В методах оценки стойкости РЭА к воздействию ЗЧ КП по одиночным эффектам приняты следующие допущения:

-проведение испытаний (как метод оценки стойкости РЭА по одиночным эффектам во всем диапазоне ЛПЭ ТЗЧ КП) практически нереализуемо, поэтому при проведении оценки стойкости РЭА к одиночным эффектам используют расчетно-экспериментальный метод, основанный на экспериментальных данных о параметрах чувствительности ИЭТ к одиночным эффектам (о порогах эффектов и их сечениях), расчете частоты

Сбоев и вероятности отказов ИЭТ с последующим учетом влияния примененных методов парирования сбоев и предотвращения отказов ИЭТ;

-достоверность результатов расчетно-экспериментальной оценки стойкости аппаратуры по одиночным эффектам может быть подтверждена испытаниями наиболее чувствительных узлов РЭА на на ускорителях протонов с энергией 200МэВ-1ГэВ только в ограниченном диапазоне ЛПЭ ТЗЧ (до7- 8 МэВ. см2.мг-1).

Похожие статьи




Критерии сбоеустойчивости - Методика обеспечения сбоеустойчивости программируемой логической интегральной схемы для ракетно-космического применения

Предыдущая | Следующая