1.定义国防部系统所需的各种信任级别 2.根据系统内微电子所需的信任级别确定对国防部系统进行分类的方法 3.确定可以确保微电子信任的方法 4.确定增加有保证的微电子供应商基础的方法,以确保多种供应途径 5.对国防部未来几年的微电子需求进行评估,包括对可信赖的、抗辐射的微电子的需求 6.对国防部以外实体可能无法满足的微电子需求进行评估 7.确定确保访问可信赖的微电子所需的资源,包括基础设施劳动力和对科学技术的投资 8.制定研究和开发战略以确保国防部能够在最大程度上利用最先进的商业微电子能力或同等能力,同时满足信任需求 9。制定有关当局、法规和实践变化的建议,包括采购政策、财务管理、公私伙伴关系政策或任何其他相关领域,以支持实现战略目标
随着空间数据流量的不断增加,空间光通信受到越来越多的关注,作为持续开发高速光学空间网络努力的一部分,尼康和JAXA一直在开发用于调制连续波信号的单横模10 W保偏Er/Yb共掺光纤(EYDF)放大器。我们已经完成了工程模型(EM)的开发,并计划在2024年作为国际空间站光通信系统的一部分演示该放大器。EM放大器具有三级反向泵浦结构,带有抗辐射的EYDF。它还包括泵浦激光二极管和功率监控光电二极管以避免寄生激光,这两者都已被证实具有足够的抗辐射能力,以及控制驱动电路。整体尺寸为300毫米×380毫米×76毫米,重6.3公斤。在标准温度和压力条件(STP:室温,1 个大气压)下,当信号输入为 -3 dBm 时,EM 放大器在总泵浦功率为 34 W 时实现了 10 W 的光输出功率。总电插效率达到 10.1%。在 STP 下,放大器在 10 W 下实现了 2000 小时的运行时间。我们进行了机械振动测试和工作热真空测试,以确保放大器作为太空组件的可靠性。在工作温度范围的上限和下限 ± 0 和 + 50 °C 下,输出功率和偏振消光比 (PER) 分别为 > 10 W 和 > 16 dB,而放大增益或 PER 没有任何下降。
B. 非易失性存储器 IP 非易失性存储器 (NVM) 宏广泛用于数字电路中,用于存储指令、用户数据或任何配置数据。在 PROMISE 中,NVM 宏保存用户定义的 FPGA 配置数据。FPGA 由多个 LUT 实例组成。一般来说,每个 LUT 都有配置信号,这些信号定义 LUT 执行的逻辑功能。同时,这些配置信号的集合定义了 FPGA 的特定用户功能。在 PROMISE FPGA 中,配置数据在通电时从 NVM 上传到 LUT 寄存器。显然,NVM 的数据容量等于 FPGA 配置信号的数量加上辐射加固技术所需的冗余位。在 PROMISE 中设计的 NVM 宏基于 180 nm HV CMOS 工艺中提供的 E2PROM 类型的 SONOS 单元。该单元有望提供令人满意的抗 TID 效应鲁棒性。E2PROM 类型的写入/擦除操作提供可靠的数据保留参数。单元耐久性(擦除/写入周期数)比 FLASH 单元类型差,但目标应用不需要高耐久性。通过使用标准 DARE RH 缓解方法,NVM 内存可抵御 SEL 和 SEU/SET。除此之外,还实施了具有单纠错双错检测 (SECDED) 功能的纠错码 (ECC) 作为 SEU 缓解方法。ECC 还提高了 NVM 的一般读取稳健性,因此在太空应用中非常需要。[3] 中详细描述了不同类型的纠错码。因此,NVM 宏将用作坚固且抗辐射的数据存储 IP。NVM 宏具有 344 kbits 用户数据容量,并由 32 位数据字组成,其中 24 位为用户数据,8 位为 ECC。它分为 2 个 32x22 页的存储体。每页包含 8 个字。内存组织参数在表 II 中提供。 NVM 具有标准同步并行用户界面,可简化读取操作。NVM 具有内置电荷泵以及所有控制逻辑,可根据用户指令执行擦除/写入操作。NVM 宏中实现了各种测试模式,以支持生产测试流程。断电模式是另一个内存功能,它
宽带隙半导体 SiC 和 GaN 已经作为功率器件商业化,用于汽车、无线和工业电源市场,但它们在太空和航空电子应用中的应用受到重离子暴露后易发生永久性性能退化和灾难性故障的阻碍。这些宽带隙功率器件的太空认证工作表明,它们易受无法屏蔽的高能重离子空间辐射环境(银河宇宙射线)的损坏。在太空模拟条件下,GaN 和 SiC 晶体管在其额定电压的约 50% 下表现出故障敏感性。同样,在重离子单粒子效应测试条件下,SiC 晶体管容易受到辐射损伤引起的性能退化或故障,从而降低了它们在太空银河宇宙射线环境中的实用性。在 SiC 基肖特基二极管中,在额定工作电压的 ∼ 40% 时观察到灾难性的单粒子烧毁 (SEB) 和其他单粒子效应 (SEE),并且在额定工作电压的 ∼ 20% 时漏电流出现不可接受的下降。超宽带隙半导体 Ga 2 O 3 、金刚石和 BN 也因其在电力电子和日盲紫外探测器中的高功率和高工作温度能力而受到探索。从平均键强度来看,Ga 2 O 3 似乎比 GaN 和 SiC 更能抵抗位移损伤。金刚石是一种高度抗辐射的材料,被认为是辐射探测的理想材料,特别是在高能物理应用中。金刚石对辐射暴露的响应在很大程度上取决于生长的性质(自然生长与化学气相沉积),但总体而言,金刚石对高达几 MGy 的光子和电子、高达 10 15(中子和高能质子)cm − 2 和 > 10 15 介子cm − 2 的辐射具有抗辐射能力。BN 对高质子和中子剂量也具有抗辐射能力,但由于中子诱导损伤,h-BN 会从 sp 2 杂化转变为 sp 3 杂化,并形成 c-BN。宽带隙和超宽带隙半导体对辐射的响应,尤其是单粒子效应,还需要更多的基础研究。© 2021 电化学学会(“ ECS ” )。由 IOP Publishing Limited 代表 ECS 出版。[DOI:10.1149/2162-8777/ abfc23 ]