Elettronica_Oggi

- ELETTRONICA OGGI 446 - GIUGNO 2015

ta crescendo il mercato dei

chip radiation-hardened, o rad-

hard, ovverosia dei dispositivi

sufficientemente robusti per sop-

portare forti dosi di radiazioni non

solo elettromagnetiche, pur dalla

radiofrequenza fino all’ultravioletto,

ma anche radioattive e cosmiche,

capaci di contenere particelle cari-

che di vario tipo. La

NASA

distingue

questi chip fra quelli che possono

sopportare guasti temporanei ripa-

rabili con un efficace sistema di

controllo automatico e quelli che

invece bloccano drasticamente le

funzionalità e necessitano di un

intervento ad hoc per essere ripro-

grammati e fatti ripartire. I primi

si definiscono più appropriatamen-

te radiation-tolerant, sono immu-

ni da SEU (Single Event Upset),

SET (Single Event Transient) e SEFI

(Single Event Functional Interrupt) e

sono più adatti per essere usati nei sistemi a uso spa-

ziale all’interno dell’atmosfera, mentre i secondi sono

protetti anche rispetto ai SEL (Single Event Latchup) e

agli elevati livelli di TID (Total Ionizing Dose) e perciò

possono vivere anche nello spazio.

La sfortuna delle radiazioni spaziali è che sono for-

temente ionizzanti perché composte in prevalenza

da protoni e in minoranza da neutroni e nuclei di

elio. Poiché la massa di un protone è notoriamen-

te 1836 volte più grande di quella di un elettrone,

si capisce che ogni ione cosmico è potenzialmente

in grado di influenzare con un colpo ben assestato

il comportamento di una manciata di componenti a

semiconduttore. Questo inconveniente ha favorito lo

sviluppo delle tecnologie di correzione automatica

basate su software ridondanti, che servono a ga-

rantire la massima utilizzabilità dei sistemi avionici

ma nel contempo ha dato impulso allo sviluppo dei

componenti rad-hard immuni alle radiazioni ioniz-

zanti e capaci di assicurare un adeguato ciclo vitale

ai satelliti in orbita geostazionaria.

Questi chip sono considerati un’importante risorsa

strategica dagli Stati Uniti, che hanno introdotto per

legge dei controlli minuziosi sulla loro commercia-

lizzazione con un decreto ad hoc emesso dal pre-

sidente Obama a metà del 2014, dove si obbligano

i costruttori a una severa certificazione per ogni li-

cenza di vendita. Nel frattempo l’Unione Europea ha

avviato il progetto

Skyflash

più propriamente defini-

to come “Development of rad-hard non-volatile flash

memories for space applications”, al fine di svilup-

pare memorie non-volatili riprogrammabili resistenti

tech-focus

CHIP RAD-HARD

I componenti immuni alle radiazioni

popolano le applicazioni a bordo dei

satelliti e degli aerei e perciò costituiscono

un importante segmento di mercato ma

sono nel contempo anche una categoria di

prodotto strategica che i costruttori leader

statunitensi cercano di proteggere

Circuiti integrati

Lucio Pellizzari

Fig. 1 – Resiste alla TID fino a 300 kRad e ai neutroni fino a 10+14 N/cm

il convertitore A/D

a 8 canali Aeroflex RHD5958 con risoluzione di 14 bit e velocità di 50 kSps per canale