مقاوم سازی دربرابر تابش کیست؟ توضیح بده.
مقاوم‌سازی دربرابر تابش فرآیندی است که در آن اجزا و مدارهای الکترونیکی در برابر آسیب یا عملکرد نادرست ناشی از مقدار بالای تابش رادیواکتیو (تابش ذرات و تابش الکترومغناطیسی پرانرژی) مقاوم می‌شوند. این مقاوم سازی برای محیط‌های موجود در فضای خارج از زمین، اطراف راکتورهای هسته ای و شتاب‌دهنده‌های ذرات یا هنگام حوادث و جنگ‌های هسته ای کاربرد دارد.اکثر قطعات الکترونیکی نیمه هادی، مستعد آسیب تشعشع هستند ولی می‌توان حساسیت آسیب به تشعشع را با برخی تغییرات طراحی و ساخت، برای قطعات سخت شده با تشعشع (rad-hard)، کاهش داد. با توجه به تقاضای کم و همچنین تقاضای توسعه و آزمایش گسترده مورد نیاز برای تولید یک طرح مقاوم در برابر تشعشع از یک تراشه میکروالکترونیکی، فناوری تراشه‌های مقاوم در برابر تشعشع از جدیدترین پیشرفت‌ها عقب مانده است. آنها همچنین معمولاً هزینه‌های بیشتری نسبت به سایر تجهیزات دارند.برای محصولات مقاوم سازی شده دربرابر تابش آزمایش‌های مختلفی انجام می‌شود: دوز یونیزه کل (TID)، اثرات افزایش یافته نرخ دوز پایین (ELDRS)، آسیب جابجایی نوترون و پروتون و اثرات تک رویدادی (SEEs).مشکلات ناشی از تابش.محیط‌هایی با میزان زیاد تابش رادیواکتیو، چالش‌های ویژه‌ای در طراحی ایجاد می‌کنند. یک ذره باردار می‌تواند هزاران الکترون را از بین ببرد و باعث ایجاد نویز الکترونیکی و افزایش سیگنال شود. در مورد مدارهای دیجیتال، این موضوع می‌تواند اختلالاتی را ایجاد کند که دقیق یا نامفهوم هستند. این یک مشکل جدی در طراحی ماهواره‌ها، فضاپیماها، رایانه‌های کوانتومی آینده، هواپیماهای نظامی، نیروگاه‌های هسته‌ای و سلاح‌های هسته‌ای است. به منظور اطمینان از عملکرد صحیح چنین سیستم‌هایی، سازندگان آی سی (IC) و سنسورها برای کاربردهای نظامی یا هوافضا از روش‌های مختلفی برای مقاوم سازی دربرابر تابش استفاده می‌کنند. به این سیستم‌ها نام‌های مختلفی داده می‌شود: rad-hardened, rad-hard یا hardened.منابع اصلی تابش مخرب.منابع معمول قرار گرفتن الکترونیک در معرض تابش رادیواکتیو عبارتند از: کمربندهای تشعشعی ون آلن برای ماهواره‌ها، راکتورهای هسته ای در نیروگاه‌ها برای حسگرها و مدارهای کنترل، شتاب‌دهنده‌های ذرات برای کنترل الکترونیک (به‌ویژه دستگاه‌های آشکارساز ذرات)، تابش باقی‌مانده ایزوتوپ‌ها در مواد بسته‌بندی تراشه، تشعشعات کیهانی برای فضاپیماها و هواپیماهای در ارتفاع بالا و انفجارهای هسته ای برای تمامی تجهیزات الکترونیکی نظامی و غیرنظامی. ذرات ثانویه از برهمکنش میان انواع مختلف اشعه با ساختارهای تجهیزات الکترونیکی به وجود می‌آیند.تکنیک‌های مقاوم سازی در برابر تابش.فیزیکی.تراشه‌های سخت شده اغلب بر روی بسترهای عایق به جای ویفرهای نیمه هادی معمولی ساخته می‌شوند. معمولاً از سیلیکون روی عایق (SOI) و سیلیکون روی یاقوت کبود (SOS) استفاده می‌شود. درحالی که درجه تراشه‌های معمولی تجاری می‌تواند بین ۵۰ تا ۱۰۰گری (۵ و ۱۰ کیلو راد) مقاومت کنند، تراشه‌های SOI و SOS درجه فضایی می‌توانند ۱۰۰۰ تا ۳۰۰۰ گری (۱۰۰تا ۳۰۰ کیلو راد) را تحمل کنند. در یک زمان بسیاری از تراشه‌های سری ۴۰۰۰ در نسخه‌های مقاوم سازی شده با تشعشع (RadHard) در دسترس بودند در حالی که SOI لچ-آپ را از بین می‌برد و همچنین نتایج آزمایش‌های TID و SEE، پیشرفتی را نشان نمی‌داد.استفاده از یک گره فرآیندی خاص مقاومت در برابر تشعشع را افزایش می‌دهد. با توجه به هزینه‌های بالای توسعه فرآیندهای مقاوم سازی دربرابر با تشعشع، کوچک‌ترین فرایند راد سخت (RHBP, Rad-Hard By Process) تا سال ۲۰۱۶، ۱۵۰ نانومتر بود، با این حال، FPGAهای راد سخت ۶۵ نانومتری (rad-hard 65 nm FPGAs) در دسترس بودند که از برخی از تکنیک‌های مورد استفاده در فرآیندهای راد-سخت واقعی (RHBD, Rad-Hard) استفاده می‌کردند. از سال ۲۰۱۹، فرآیندهای راد سختی ۱۱۰ نانومتری (110 nm rad-hard) در دسترس هستند.RAM مقاومت مغناطیسی یا DRAM مبتنی بر خازن اغلب با SRAM مقاوم تر (اما بزرگتر و گران‌تر) جایگزین می‌شود. سلول‌های SRAM ترانزیستورهای بیشتری در هر سلول نسبت به معمول دارند (که 4T یا 6T است)، که باعث می‌شود سلول‌ها نسبت به SEU به علت مصرف زیاد انرژی و ابعاد، تحمل بیشتری داشته باشند.محافظ.محافظت از بسته در برابر رادیواکتیویته برای کاهش قرار گرفتن در معرض دستگاه لخت روش دیگری است.برای محافظت در برابر تشعشعات نوترونی و فعال‌سازی نوترونی مواد (Neutron activation)، می‌توان از بور تخلیه‌شده (شامل فقط ایزوتوپ بور-۱۱) در لایه غیرفعال‌سازی شیشه بوروفسفوسیلیکات که از تراشه‌ها محافظت می‌کند، استفاده کرد. به راحتی نوترون‌ها را مهار می‌کند و دچار واپاشی آلفا می‌شود.منطقی (Logical).خطای تصحیح حافظه کد (حافظه ECC) از بیت‌های اضافی برای بررسی و احتمالاً تصحیح داده‌های خراب استفاده می‌کند. از آنجایی که اثرات تشعشع به محتوای حافظه آسیب می‌رساند حتی زمانی که سیستم به RAM دسترسی ندارد، یک مدار «اسکرابر» (Memory scrubbing) باید به‌طور مداوم رم را بررسی کند. خواندن داده‌ها، بررسی بیت‌های اضافی برای خطاهای داده، سپس بازنویسی هرگونه تصحیح در RAM وظایفی است که باید یک اسکرابر انجام دهد.عناصر تکراری یا زائد (Redundant elements) را می‌توان در سیستم استفاده کرد. سه برد ریزپردازنده جداگانه ممکن است به‌طور مستقل پاسخ یک محاسبات را محاسبه کرده و پاسخ‌های آنها را با هم مقایسه کنند. هر سیستمی که نتیجه اقلیت ایجاد کند مجدداً محاسبه خواهد شد. منطق ممکن است به گونه ای اضافه شود که اگر خطاهای تکراری از همان سیستم رخ دهد، آن برد خاموش شود.سختی هسته‌ای برای مخابرات.در ارتباط از راه دور، اصطلاح سختی هسته ای دارای معانی زیر است: (۱) بیان میزان عملکرد یک سیستم، تسهیلات یا دستگاه در یک محیط هسته ای معین، (۲) ویژگی‌های فیزیکی یک سیستم یا قطعات الکترونیکی که باعث بقا در محیطی می‌شود که شامل تابش هسته ای و پالس‌های الکترومغناطیسی (EMP) است.