, ,
Московский инженерно-физический институт (государственный университет)
ИСПЫТАНИЕ НА РАДИАЦИОННУЮ СТОЙКОСТЬ СЕРИЙНЫХ ОБРАЗЦОВ МИКРОКОНТРОЛЛЕРА ATTINY12-8
Описана методика испытаний радиационной стойкости микроконтроллеров с помощью тестового модуля. Методика и тестовый модуль использованы для испытаний серийных образцов микроконтроллеров ATtiny12-8 компании ATMEL, проведенных по заказу ЭНПО СПЭЛС.
Данный 8-разрядный CMOS микроконтроллер ATtiny12-8, использующий AVR RISC-архитектуру, является серийным представителем семейства ATtiny компании ATMEL. Данное семейство обладает "облегченной" версией AVR ядра. Особенностями микроконтроллера ATtiny12-8 по сравнению с другими моделями данного семейства являются наличие EEPROM памяти объемом 64 байта, рабочий диапазон напряжения питания от 4.0 до 5.5 В и возможность работать на частоте до 8 МГц.
Основные характеристики микроконтроллера:
· AVR® RISC архитектура
· Производительность, вплоть до 8 MIPS при 8 МГц
· Память программ (встроенная), Flash 1К ´ 8 бит
· Регистровое ОЗУ (регистры общего назначения) 32 ´ 8 бит
· Память EEPROM 64 байт
· 8-разрядный таймер /счетчик с предделителем
· Аналоговый компаратор
· Программируемый сторожевой таймер с собственным тактовым генератором
· Диапазон тактовых частот: от 0 до 8 МГц
· 6 дискретных входов/выходов
· Энергопотребление (4 МГц, 5 В, 25°С):
o Активный режим: 2.2 мА
o Режим ожидания (Idle): 0.5 мА
o Режим останова (Power-down): <1 мкА
· Напряжения питания: 4.0 … 5.5В
· Температурный диапазон: -40 оC … +85 оC
Для тестирования использовался универсальный тестовый модуль [1], позволяющий контролировать электрические параметры микроконтроллера и осуществлять его функциональный контроль при проведении испытаний на радиационную стойкость.
В процессе теста производился контроль:
· вывода тестируемым микроконтроллером регулярно обновляемой информации по строго определенному алгоритму
· потребляемого образцом тока при включенном и при выключенном тактировании.
Наличие лишь 6-ти дискретных линий ввода/ввода наложило существенные ограничения на процедуру тестирования. После тестирования каждого блока микроконтроллера выводились некоторые константы, обозначающие номер завершенного теста и результата тестирования.
Было протестировано 6 образцов. Тест первых четырех образцов проходил на рентгеновском имитаторе “РЕИМ-2”. В результате данного теста получена зависимость уровня потребляемого тока микроконтроллера от времени облучения с интенсивностью 100 рад/с и определены моменты начала функциональных сбоев. При этом часть излучения поглощалась пластиковым корпусом микроконтроллера. Для определения дозы, поглощенной кристаллом, пятый микроконтроллер облучался жестким гамма-излучением, при этом дозой, поглощенной корпусом, можно пренебречь. На микроконтроллер дополнительно помещались два датчика, которые позволили точно определить поглощенную кристаллом дозу. Шестой образец облучался также на установке “РЕИМ-2”, где контролировался только ток потребления. На основании полученных результатов рассчитаны поглощенные кристаллами микроконтроллеров дозы, соответствующие появлению первых функциональных отказов и превышению заданного нормативного тока потребления.
В результате теста установлено:
· Отказ микроконтроллера связан с превышением нормативного тока потребления 10 мА при поглощенной дозе 1,2´104ед.
· Функциональный отказ микроконтроллера вызывается отказом блока сторожевого таймера при поглощенной дозе 2,0´104 ед.
Список литературы
1. , , Кириллов модуль для испытаний микроконтроллеров на радиационную стойкость. Радиационная стойкость электронных систем. «Стойкость-2004». Научно-технический сборник. Вып.7. М: МИФИ, 2004. С.215-216.
