Un ensemble de pratiques de conception, de matériaux, de procédés et de niveau système visant à rendre les composants et systèmes électroniques tolérants ou résistants aux effets induits par les radiations, y compris la dose ionisante totale, les dommages par déplacement et les phénomènes mono-événement.

Principe

Combiner des approches à plusieurs niveaux — modifications de procédé (par ex. substrats isolants), techniques de circuit/implantation (anneaux de garde, transistors fermés), mitigation architecturale (redondance, correction d'erreurs) et blindage — pour que le système satisfasse les performances radiatives spécifiées sur le profil de mission.

Démonstration

Un ordinateur de vol durci utilise une fabrication silicon-on-insulator, des bibliothèques de cellules durcies, une redondance modulaire triple pour la logique critique et un châssis blindé ; les essais démontrent une dérive paramétrique acceptable sous une TID spécifiée et une faible section efficace d'SEU sous exposition aux protons et ions lourds.

Mauvaise application

Supposer que l'étiquette 'radiation-tolerant' sur un composant commercial le rend apte aux missions interplanétaires sans examiner ses données d'essai TID, de dommages par déplacement et d'SEE, ou réduire la redondance au niveau système parce que certains composants sont durcis.

Conséquence

Un durcissement efficace réduit le risque de mission lié aux radiations, permettant une opération fiable dans l'espace ou à haute altitude, mais augmente le coût, la masse, le temps de conception et peut réduire les performances par rapport aux pièces commerciales non protégées.

Inversion

L'utilisation de matériel commercial standard sans mitigation contre les radiations, qui peut convenir pour des applications terrestres de courte durée, faiblement exposées ou fortement blindées, mais est inadaptée à de nombreuses missions spatiales.

Limite

Comprend les mitigations au niveau procédé, dispositif, circuit et système pour les dommages ionisants et induits par les particules ; n'inclut pas les procédures opérationnelles (par ex. chronologie du mode sûr) sauf si elles sont intégrées aux stratégies de durcissement au niveau système, et ne couvre pas la protection contre des dangers non radiatifs comme les EMI sauf si explicitement partie de la conception.

Tension sémantique

Tension entre les étiquettes « hardé aux radiations », « tolérant aux radiations » et « testé aux radiations » : hardé implique un objectif de conception et de procédé pour résister aux effets, tolérant signifie souvent acceptable sous certaines expositions, et testé indique un comportement connu sous conditions spécifiées ; la confusion mène à des choix inappropriés de composants.

Synthèse

Le durcissement contre les radiations est une discipline d'ingénierie multidisciplinaire qui applique matériaux, procédés de fabrication, conception de circuits, architecture, blindage et stratégies opérationnelles en combinaison pour garantir que les systèmes électroniques respectent les exigences de performance radiative spécifiques à la mission.