Trastorno de un solo evento
Un trastorno de evento único ( SEU ), también conocido como error de evento único ( SEE ), es un cambio de estado causado por una sola partícula ionizante (iones, electrones, fotones...) que golpea un nodo sensible en un micro- dispositivo electrónico, como en un microprocesador , memoria semiconductora o transistores de potencia . El cambio de estado es el resultado de la carga libre creada por la ionización en o cerca de un nodo importante de un elemento lógico (por ejemplo, "bit" de memoria). El error en la salida o el funcionamiento del dispositivo causado como resultado de la huelga se denomina SEU o error leve .
El SEU en sí mismo no se considera un daño permanente a la funcionalidad del transistor o de los circuitos, a diferencia del caso de bloqueo de evento único (SEL), ruptura de puerta de evento único (SEGR) o agotamiento de evento único (SEB). Todos estos son ejemplos de una clase general de efectos de radiación en dispositivos electrónicos llamados efectos de evento único (SEE).
Las perturbaciones de un solo evento se describieron por primera vez durante las pruebas nucleares en la superficie , de 1954 a 1957, cuando se observaron muchas anomalías en los equipos de monitoreo electrónico. Se observaron más problemas en la electrónica espacial durante la década de 1960, aunque era difícil separar las fallas leves de otras formas de interferencia. En 1972, un satélite Hughes experimentó una falla en la que se perdió la comunicación con el satélite durante 96 segundos y luego se recuperó. Los científicos Dr. Edward C. Smith, Al Holman y el Dr. Dan Binder explicaron la anomalía como un trastorno de evento único (SEU) y publicaron el primer artículo de SEU en la revista IEEE Transactions on Nuclear Science en 1975. [2] En 1978 , la primera evidencia de errores suaves de partículas alfaen materiales de empaque fue descrito por Timothy C. May y MH Woods. En 1979, James Ziegler de IBM , junto con W. Lanford de Yale , describieron por primera vez el mecanismo por el cual un rayo cósmico a nivel del mar podría causar un trastorno de un solo evento en la electrónica. 1979 también vio la primera prueba de "efectos de evento único" de iones pesados del mundo en una instalación de acelerador de partículas, realizada en el Ciclotrón y Bevatrón de 88 pulgadas del Laboratorio Nacional Lawrence Berkeley . [3]
Los SEU terrestres surgen debido a las partículas cósmicas que chocan con los átomos en la atmósfera, creando cascadas o lluvias de neutrones y protones, que a su vez pueden interactuar con los circuitos electrónicos. En geometrías submicrónicas profundas, esto afecta a los dispositivos semiconductores en la atmósfera.
En el espacio, existen partículas ionizantes de alta energía como parte del fondo natural, denominado rayos cósmicos galácticos ( RGC). Los eventos de partículas solares y los protones de alta energía atrapados en la magnetosfera de la Tierra ( cinturones de radiación de Van Allen ) exacerban este problema. Las altas energías asociadas con el fenómeno en el entorno de las partículas espaciales generalmente hacen que el aumento del blindaje de la nave espacial sea inútil en términos de eliminar SEU y fenómenos catastróficos de un solo evento (por ejemplo , bloqueo destructivo ). Neutrones atmosféricos secundarios generados por rayos cósmicostambién puede tener energía suficientemente alta para producir SEU en electrónica en vuelos de aviones sobre los polos oa gran altura. Trazas de elementos radiactivos en paquetes de chips también conducen a SEU.
La sensibilidad de un dispositivo a SEU se puede estimar empíricamente colocando un dispositivo de prueba en una corriente de partículas en un ciclotrón u otra instalación de acelerador de partículas . Esta metodología de prueba en particular es especialmente útil para predecir la SER (tasa de error suave) en entornos espaciales conocidos, pero puede ser problemática para estimar la SER terrestre a partir de neutrones. En este caso, se debe evaluar una gran cantidad de piezas, posiblemente a diferentes altitudes, para encontrar la tasa real de alteración.
