Устройства и способы обнаружения ухудшения состояния полупроводниковых устройств вследствие воздействия на них радиации
Использование: для обнаружения ухудшения состояния вследствие воздействия радиации. Сущность изобретения заключается в том, что способ для обнаружения отказа цепи вследствие воздействия радиации, включает: определение тока полупроводникового устройства в аналоговой схеме; определение количества радиации, воздействующей на полупроводниковое устройство, на основе тока; сравнение количества радиации с пороговым значением дозы радиации; индикацию ухудшения состояния полупроводникового устройства на основе сравнения; и направление на основе сравнения предупреждения о возможном ухудшении состояния на рабочую станцию оператора. Технический результат: обеспечение возможности обнаружения ухудшения состояния вследствие воздействия радиации до того, как это негативно скажется на данных измерений. 5 н. и 20 з.п. ф-лы, 7 ил.
ОБЛАСТЬ ТЕХНИКИ
[0001] Настоящее изобретение в целом относится к обнаружению воздействия радиации и, более конкретно, к устройствам и способам обнаружения ухудшения состояния полупроводниковых устройств вследствие воздействия на них радиации.
УРОВЕНЬ ТЕХНИКИ
[0002] Аналоговые схемы находят широкое применение в системах управления процессами. Данные измерений, получаемые от аналоговых схем, часто являются важной частью системы управления процессом. В некоторых средах управления процессом аналоговые схемы подвергаются воздействию радиации, способной ухудшить состояние полупроводниковых устройств, используемых для реализации схем, вплоть до их отказа. По мере увеличения совокупного воздействия радиации выходной сигнал аналоговой схемы может дрейфовать, и/или частотная характеристика схемы может ухудшаться, пока система управления процессом уже не сможет больше компенсировать ошибки, возникающие в результате ухудшения состояния. Обнаружение ухудшения состояния аналоговой схемы до того, как это негативно скажется на данных измерений, получаемых от аналоговой схемы, позволяет оператору принять меры, чтобы сохранить контроль над процессом. Например, в случае обнаружения связанного с радиацией ухудшения состояния аналоговой схемы, связанной с датчиком, позиционер или контроллер, который использует датчик для получения сигнала обратной связи для управления, может выполнить переключение в другой режим управления и проигнорировать сигнал обратной связи от аналоговой схемы, с которой соединен датчик.
КРАТКОЕ ОПИСАНИЕ СУЩНОСТИ ИЗОБРЕТЕНИЯ
[0003] Иллюстративный способ обнаружения отказа цепи вследствие воздействия радиации включает в себя определение тока полупроводникового устройства в аналоговой схеме, определение количества радиации, воздействию которого подверглось полупроводниковое устройство, на основе величины тока, сравнение количества радиации с пороговым значением дозы радиации и индикацию степени ухудшения состояния полупроводникового устройства на основе указанного сравнения.
[0004] Иллюстративное устройство содержит полупроводниковое устройство с известным ухудшением состояния в результате воздействия радиации и устройство управления процессом для контроля тока питания полупроводникового устройства, корреляции тока питания с суммарным количеством радиационного воздействия, сравнения количества радиационного воздействия с пороговым значением дозы радиации, полученным из известного ухудшения состояния, и направления предупреждения на рабочую станцию оператора на основе указанного сравнения.
[0005] Другое иллюстративное устройство содержит аналоговую схему, имеющую первую интегральную схему, контрольную схему, имеющую вторую интегральную схему, идентичную первой, причем контрольная схема обеспечивает сигнал обратной связи, индицирующий ухудшение состояния контрольной схемы и аналоговой схемы, а также устройство управления процессом для мониторинга сигнала обратной связи от контрольной схемы.
КРАТКОЕ ОПИСАНИЕ ЧЕРТЕЖЕЙ
[0006] На ФИГ. 1 приведена схема иллюстративного устройства, которое может быть реализовано для обнаружения ухудшения состояния схемы вследствие воздействия радиации.
[0007] На ФИГ. 2 приведена схема иллюстративного позиционера, который может быть реализован с использованием иллюстративного устройства согласно ФИГ. 1.
[0008] На ФИГ. 3 приведена иллюстративная кривая ухудшения состояния вследствие воздействия радиации, которая может соответствовать описанным здесь иллюстративным устройствам и способам.
[0009] На ФИГ. 4 приведена схема другого иллюстративного устройства, которое может быть реализовано для обнаружения ухудшения состояния схемы вследствие воздействия радиации.
[0010] На ФИГ. 5 показан иллюстративный способ, который может осуществляться для реализации описанного здесь иллюстративного устройства.
[0011] На ФИГ. 6 показан другой иллюстративный способ, который может осуществляться для реализации описанного здесь иллюстративного устройства.
[0012] На ФИГ. 7 приведена схема процессорной платформы, которая может использоваться для реализации описанных здесь примеров.
ПОДРОБНОЕ ОПИСАНИЕ СУЩНОСТИ ИЗОБРЕТЕНИЯ
[0013] Описанные здесь иллюстративные устройства и способы могут быть реализованы для прогнозирования и обнаружения ухудшения состояния и отказа полупроводниковых устройств в аналоговых схемах вследствие воздействия радиации. Иллюстративные устройства и способы могут использоваться в среде управления процессом или в любой другой среде.
[0014] Некоторые описанные здесь примеры включают в себя полупроводниковое устройство, такое как операционный усилитель, имеющее известную характеристику ухудшения состояния вследствие воздействия радиации. По мере увеличения совокупного количества радиационного воздействия (например, дозы радиации) потребление тока полупроводниковым устройством изменяется предсказуемым образом. Это изменение может соответствовать кривой ухудшения состояния полупроводника. В некоторых примерах скорость ухудшения состояния является переменной, и полная доза радиации, воздействию которой подвергается полупроводник, влияет на то, как быстро уменьшается измеряемый ток полупроводника.
[0015] В описанном здесь примере полупроводниковое устройство соединено с позиционером, который измеряет ток, подаваемый в полупроводниковое устройство, и, используя кривую ухудшения состояния, коррелирует измеренный ток с дозой радиации. Позиционер сравнивает дозу радиации с предварительно определенным порогом, основанным на кривой ухудшения состояния полупроводника, для обнаружения достижения дозой радиации порогового значения. Для обеспечения возможности работы иллюстративного устройства позиционер может содержать память для хранения данных и кривой ухудшения состояния, интерфейс связи для приема данных и отправки сигналов тревоги, а также процессор для сравнения измеренного тока питания с кривой ухудшения состояния.
[0016] Порог дозы радиации определяется кривой ухудшения состояния и соответствует количеству радиационного воздействия, которое вызывает ухудшение состояния или отказ контролируемой схемы. Когда доза радиации достигает порогового значения дозы радиации, позиционер может направить предупреждение на рабочую станцию оператора, указывающее, что состояние схемы (например, аналоговая схема, связанная с датчиком обратной связи), связанной с позиционером, может ухудшаться, или она близка к отказу. Кроме того, если доза радиации находится в диапазоне порогового значения дозы радиации, вероятно ухудшение состояния или отказ схемы, и процессор направляет сигнал тревоги на рабочую станцию оператора.
[0017] На ФИГ. 1 приведена схема иллюстративного устройства 100, которое может быть реализовано для обнаружения ухудшения состояния или отказа схемы вследствие воздействия радиации. Иллюстративное устройство 100 содержит иллюстративное полупроводниковое устройство 102, действующее в качестве монитора воздействия радиации, который индицирует количество радиации (например, дозу радиации), воздействию которого подвергается иллюстративное устройство 100. Иллюстративное полупроводниковое устройство 102 может быть реализовано в виде операционного усилителя (как показано на ФИГ. 1), транзистора, диода или любого другого компонент электрической цепи с известной кривой ухудшения состояния вследствие воздействия радиации. Ток питания полупроводникового устройства 102 может быть измерен позиционером 104 (например, устройством управления процессом), соединенным с полупроводниковым устройством 102. Известная кривая ухудшения состояния, связанная с полупроводниковым устройством 102, коррелирует измеренный ток полупроводникового устройства 102 с количеством радиации, воздействию которого подвергается полупроводниковое устройство 102. По мере увеличения количества радиационного воздействия ток полупроводникового устройства 102 изменяется предсказуемым образом, согласно, например, кривой ухудшения состояния, соответствующей полупроводниковому устройству 102. Например, ток питания полупроводникового устройства 102 может уменьшаться из-за увеличения воздействия радиации.
[0018] Полупроводниковое устройство 102 может быть выбрано на основе аналоговой схемы, используемой в иллюстративном устройстве 100. Аналоговая схема 106 (например, схема управления процессом) может использоваться для выполнения множества функций в системе управления процессом, таких как измерение параметров, эксплуатация компонентов управления процессом и/или передача данных в позиционер 104. Полупроводниковое устройство 102 может быть выбрано в соответствии с количеством радиации, которое может выдерживать аналоговая схема 106. Например, полупроводниковое устройство 102 может быть выбрано таким образом, чтобы пороговое значение дозы радиации, определяемое кривой ухудшения состояния, соответствовал количеству радиации, которое может выдержать аналоговая схема 106 иллюстративного устройства 100 до ее ухудшения состояния или отказа. Таким образом, в одном из таких примеров, если аналоговая схема 106, связанная с полупроводниковым устройством 102, может выдерживать 200 000 поглощенных доз (т.е. 200 крад) радиационного воздействия, выбранное полупроводниковое устройство 102 может быть радиационно-устойчивым операционным усилителем, прошедшим испытания для определения его работоспособности при радиационном воздействии до 200 крад. В некоторых примерах полупроводниковое устройство 102 может быть выбрано таким образом, что полупроводниковое устройство 102 выполнено с возможностью предупреждения оператора о возможном отказе схемы при достижении порогового значения тока, определяемого кривой ухудшения состояния, при этом полупроводниковое устройство 102 остается работоспособным посредством работы иллюстративного устройства 100. В других примерах аналоговая схема 106 может выдерживать иное количество радиационного воздействия, и, таким образом, выбранное полупроводниковое устройство 102 может выдерживать иное количество радиации.
[0019] В некоторых примерах могут использоваться резервные или множественные полупроводниковые устройства 102 для обеспечения точного обнаружения радиационного воздействия, а не ложного, вызванного ухудшением состояния или отказов полупроводникового устройства 102 по другой причине, такой как, например, резкий рост или скачок напряжения. Измерения тока нескольких полупроводниковых устройств 102 могут быть получены или сравнены для определения возможного отказа одного из полупроводниковых устройств 102 по причине, отличной от радиационного воздействия. В некоторых примерах все полупроводниковые устройства 102 относятся к одному типу, и данные измерений тока полупроводниковых устройств 102 могут быть усреднены до сравнения с кривой ухудшения состояния, соответствующей полупроводниковым устройствам 102. В других примерах может проводиться выявление аномального значения измеренного тока при сравнении данных измерений нескольких полупроводниковых устройств 102, и, при выявлении подобного аномального значения тока, это измеренное значение может быть отброшено. В альтернативном варианте полупроводниковые устройства 102 могут иметь различные номиналы, соответствующие выдерживаемой дозе радиации, и сравнение может выполняться с соответствующими кривыми ухудшения состояния.
[0020] Полупроводниковое устройство 102 может быть реализовано в иллюстративном устройстве 100 исключительно для того, чтобы действовать в качестве устройства обнаружения радиационного воздействия на иллюстративное устройство 100, включая аналоговую схему 106. В других примерах полупроводниковое устройство 102, в дополнение к тому, чтобы выступать в качестве монитора воздействия радиации, также может функционировать в соответствии с применением по назначению полупроводникового устройства 102. Например, если полупроводниковое устройство 102 является операционным усилителем, оно также может выполнять функцию усиления.
[0021] Полупроводниковое устройство 102 соединено с иллюстративным позиционером 104, который может быть цифровым контроллером клапана, аналогичным используемым в системах управления процессом. Однако в некоторых примерах, вместо этого, могут использоваться другие типы позиционеров 104. В некоторых примерах полупроводниковое устройство 102 может быть встроено в позиционер 104. В других примерах полупроводниковое устройство 102 отделено от позиционера 104, и позиционер 104 может осуществлять дистанционный мониторинг полупроводникового устройства 102. Позиционер 104 также может быть функционально соединен с аналоговой схемой 106 и рабочей станцией оператора 108. Позиционер 104 может направлять предупреждения и сигналы тревоги на рабочую станцию оператора 108 и принимать сообщения, данные и команды от рабочей станции оператора 108. Рабочая станция оператора 108 может представлять собой компьютер, карманное устройство или любое другое устройство, способное отправлять и принимать сообщения, данные и команды. Более подробное описание указанного здесь иллюстративного позиционера 104 приведено в связи с ФИГ. 2.
[0022] Как показано на ФИГ. 2, иллюстративный позиционер 104 содержит память 202, интерфейс связи 204 и процессор 206. Память 202 может быть любым типом материального считываемого компьютером запоминающего устройства или диска для хранения данных. Память 202 используется для хранения, временного или постоянного, любых данных, которые используются для определения дозы радиации, воздействию которой подвергается иллюстративное устройство 100. Например, кривая ухудшения состояния, соответствующая полупроводниковому устройству 102, любые измерения, связанные с полупроводниковым устройством 102, такие как, например, измеренное значение тока и любые значения, определенные или используемые в процессе обнаружения дозы радиации, воздействию которой подвергается иллюстративное устройство 100.
[0023] Интерфейс связи 204 выполнен с возможностью приема тока от полупроводникового устройства 102, измеряемого процессором 206, и направляет сигналы тревоги на рабочую станцию оператора 108 (ФИГ. 1). Другие данные, относящиеся к работе или состоянию иллюстративного устройства 100, такие как данные управления процессом и команды, могут также передаваться через интерфейс связи 204.
[0024] Процессор 206 контролирует и измеряет общий ток, протекающий через полупроводниковое устройство 102, посредством монитора сигналов 208. После измерения тока процессор 206 обращается к кривой ухудшения состояния, хранящейся в памяти 202, и сравнивает измеренное значение тока с кривой ухудшения состояния для корреляции измеренного значения тока с дозой радиации с использованием коррелятора тока и радиации 210. Процессор 206 также может определять пороговое значение дозы радиации по кривой ухудшения состояния. Пороговое значение дозы радиации может быть связано с количеством радиации, воздействие которого приводит к ухудшению состояния аналоговой схемы 106 до такого уровня, когда качество ее работы становится неприемлемым. Пороговое значение дозы радиации может соответствовать точке на кривой ухудшения состояния, в которой доза радиации достаточно высока, чтобы сделать полупроводниковое устройство 102 неспособным работать по назначению. Процессор 206 использует определенную дозу радиации иллюстративного устройства 100 и сравнивает это количество с пороговым значением дозы радиации, чтобы определить, достигнуто ли пороговое значение дозы радиации, с использованием компаратора уровня радиации 212. Если доза радиации достигла порогового значения дозы радиации, диспетчер сигнализации 214 процессора 206 может направлять сигнал тревоги или предупреждение на рабочую станцию оператора 108, функционально связанную с позиционером 104, предупреждая оператора о возможном ухудшении состояния или отказе аналоговой схемы 106. Если доза радиации находится в пределах диапазона порогового значения дозы радиации, может произойти ухудшение состояния или отказ аналоговой схемы, и диспетчер сигнализации 214 направит сигнал тревоги на рабочую станцию оператора 108, индицирующий вероятность ухудшения состояния или отказа аналоговой схемы 106. Направление предупреждения на рабочую станцию оператора 108 с указанием на возможный отказ схемы 106 позволяет оператору принять меры, чтобы предотвратить отрицательное влияние отказа аналоговой схемы 106 на систему управления процессом. Например, в ответ на получение предупреждения оператор может изменить режим работы системы управления процессом. В других примерах оператор может заменить или отремонтировать компоненты соответствующей схемы 106.
[0025] На ФИГ. 3 приведена иллюстративная кривая ухудшения состояния 300 вследствие воздействия радиации, которая может соответствовать полупроводниковому устройству 102 описанного здесь иллюстративного устройства 100. Иллюстративная кривая ухудшения состояния 300 на ФИГ. 3 коррелирует ток питания 302 полупроводникового устройства 102 с общей дозой 304 радиационного воздействия. В этом примере кривая ухудшения состояния 300 соответствует радиационно-устойчивому маломощному двухканальному операционному усилителю.
[0026] Иллюстративная кривая ухудшения состояния 300 имеет начальный ток 306, когда общая доза 304 мала (например, менее 5 крад). Ток питания 302 начинает уменьшаться, когда общая доза 304 достигает дозы ухудшения состояния 308. Ток питания 302 продолжает уменьшаться, пока он больше не будет достаточным для работы полупроводникового устройства 102. Общая доза 304, при которой ток питания 302 становится недостаточным для работы, представляет собой точку ухудшения состояния 310 полупроводникового устройства 102 и может также быть пороговым значением дозы радиации, определяемым по кривой ухудшения состояния 300. В некоторых примерах в качестве порогового значения дозы радиации может быть выбрана другая точка на кривой ухудшения состояния 300. Иллюстративная кривая ухудшения состояния 300 на ФИГ. 3 демонстрирует кривые для двух разных значений напряжения питания, однако могут существовать и другие кривые ухудшения состояния.
[0027] На ФИГ. 4 приведена схема другого иллюстративного устройства 400, которое может быть реализовано для обнаружения ухудшения состояния или отказа схемы вследствие воздействия радиации. Иллюстративное устройство 400 согласно ФИГ. 4 может быть реализовано, если полупроводниковое устройство с известным ухудшением состояния вследствие воздействия радиации недоступно, или ухудшение состояния доступных полупроводниковых устройств не соответствует ухудшению состояния аналоговой схемы 402. Аналоговая схема 402 может выполнять одну или несколько основных функций устройства 400. В некоторых примерах основная функция, выполняемая аналоговой схемой 402, может включать в себя усиление сопротивления моста цепи датчика эффекта Холла.
[0028] Иллюстративное устройство 400 содержит контрольную схему 404, которая может использоваться для обнаружения ухудшения состояния вследствие воздействия радиации. Контрольная схема 404 может быть аналогична аналоговой схеме 402 и, таким образом, может содержать аналогичные и/или идентичные компоненты. Например, контрольная схема может содержать по меньшей мере одну интегральную схему (например, операционный усилитель), идентичную по меньшей мере одной интегральной схеме аналоговой схемы. В некоторых примерах контрольная схема 404 может быть реализована с возможностью обеспечения сигнала обратной связи (например, сигнала тока или сигнала напряжения), подаваемого на позиционер 104 через интерфейс связи 204 для мониторинга контрольной схемы 404 и/или аналоговой схемы 402 для определения ухудшения состояния вследствие воздействия радиации. В некоторых примерах сигнал, поступающий от контрольной схемы 404 на позиционер 104, может содержать усиленный сигнал от определенного резистивного моста. Таким образом, на сигнал контрольной схемы 404 влияет, по существу, только ухудшение состояния вследствие воздействия радиации, а не флуктуации параметра, измеряемого аналоговой схемой 402. В результате сигнал, подаваемый на позиционер 104 от контрольной схемы 404, указывает, что контрольная схема 404 и, таким образом, аналоговая схема 402, может испытывать ухудшение состояния вследствие воздействия радиации. В частности, контрольная схема 404 должна обеспечивать определенный выходной сигнал (например, постоянное напряжение или ток), связанный с определенным сопротивлением моста, к которому она подключена. Если контрольная схема 404 подвергается воздействию радиации, например, состояние операционного усилителя в контрольной схеме 404 может ухудшаться, в то время как сопротивление моста, к которому подключена контрольная схема 404, не будет подвержено сколь-либо существенным образом воздействию радиации. Тем не менее, ухудшение состояния операционного усилителя вызывает изменение выходного сигнала контрольной схемы, которое индицирует степень ухудшения состояния.
[0029] Если монитор сигналов 206 позиционера 104 обнаруживает, что сигнал от контрольной схемы 404 ухудшился, диспетчер сигнализации 214 позиционера 104 может направлять предупреждения или сигналы тревоги на рабочую станцию оператора 108 и получать сообщения, данные и команды от рабочей станции оператора 108. Для того, чтобы обнаружить, что сигнал от контрольной схемы ухудшился, позиционер может сравнить отклонение сигнала обратной связи контрольной схемы 404 с пороговым значением отклонения. Изменение сигнала обратной связи за пределами порогового значения отклонения может указывать на то, что аналоговая схема 402 и/или контрольная схема 404 испытывают ухудшение состояния. Пороговое значение отклонения может быть выбрано оператором. Отклонение сигнала обратной связи может быть определено путем сравнения начального значения сигнала обратной связи с его текущим значением.
[0030] Иллюстративный позиционер 104 и/или процессор 206 согласно ФИГ. 1-2 и 4 могут быть реализованы с использованием любой комбинации аппаратного обеспечения, программного обеспечения и/или прошивки. Таким образом, например, иллюстративный позиционер 104 и/или процессор 206 может быть реализован в виде одной или большего количества аналоговых или цифровых схем, логических схем, программируемых процессоров, специализированных интегральных схем (ASIC), программируемых логических устройств (PLD) и/или программируемых логических устройств (FPLD). При чтении любого из пунктов прилагаемой формулы изобретения, относящихся у устройству или способу и излагающих вариант реализации чисто программного обеспечения и/или прошивки, следует понимать, что иллюстративный позиционер 104 и/или процессор 206 явно предусматривает наличие материального считываемого компьютером запоминающего устройства или диска для хранения данных, такого как память, цифровой универсальный диск (DVD), компакт-диск (CD), диск Blu-ray и т.д., в/на котором хранится программное обеспечение и/или прошивка. Кроме того, иллюстративный позиционер 104 и/или процессор 206 согласно ФИГ. 1-2 и 4 может содержать один или большее количество элементов, процессов и/или устройств и/или может включать в себя более одного из проиллюстрированных элементов, процессов и устройств или их все.
[0031] Кроме того, иллюстративный позиционер 104 и/или процессор 206 согласно ФИГ. 1-2 и 4 может осуществлять связь с одним или большим количеством компонентов (например, полупроводниковым устройством 102, аналоговой схемой 106 и/или 402, рабочей станцией оператора 108, контрольной схемой 404 и т.д.) с использованием любого типа проводного соединения (например, шины данных, USB-соединения и т.д.) или средства беспроводной связи (например, радиочастотной, инфракрасной и т.д.) с применением любого прошлого, настоящего или будущего протокола связи (например, Bluetooth, USB 2.0, USB 3.0 и т.д.). Кроме того, один или большее количество компонентов согласно ФИГ. 1-2 и 4 могут быть выполнены с возможностью поддержания связи между собой с использованием указанных проводных соединений или средств беспроводной связи.
[0032] На ФИГ. 5 показан иллюстративный способ 500, который может быть реализован с использованием описанного здесь иллюстративного устройства 100. Иллюстративный способ 500 начинается с того, что монитор сигналов 208 процессора 206 контролирует и/или измеряет ток полупроводникового устройства 102 (этап 502). Коррелятор тока и радиации 210 процессора 206 использует кривую ухудшения состояния 300 для корреляции измеренного значения тока с дозой радиации (этап 504). Компаратор уровня радиации 212 сравнивает дозу радиации с пороговым значением дозы радиации (этап 506). Затем процессор 206 определяет, достигла ли доза радиации порогового значения дозы радиации (этап 508). В случае достижения порогового значения дозы радиации диспетчер сигнализации 214 направляет сигнал тревоги или предупреждение на рабочую станцию оператора 108, чтобы предупредить оператора об ухудшении состояния или отказе аналоговой схемы 106 (этап 510). Если доза радиации не достигла порогового значения дозы радиации, процессор 206 определяет, находится ли доза радиации в диапазоне порогового значения дозы радиации (этап 512). Если доза радиации находится в пределах диапазона (например, в пределах 10 крад) порогового значения дозы радиации, диспетчер сигнализации 214 направляет предупреждение или сигнал тревоги на рабочую станцию оператора 108 (этап 514). Если доза радиации не находится в пределах диапазона порогового значения дозы радиации, монитор сигналов 208 может продолжать контролировать ток полупроводникового устройства 102 (этап 502), или процесс обнаружения отказа схемы вследствие воздействия радиации может быть завершен.
[0033] На ФИГ. 6 показан иллюстративный способ 600, который может быть реализован с использованием описанного здесь иллюстративного устройства 400. Иллюстративный способ 600 начинается с того, что монитор сигналов 208 процессора 206 позиционера 104 контролирует и/или измеряет выходной сигнал контрольной схемы 404 (этап 602). Затем процессор 206 определяет, произошло ли ухудшение выходного сигнала контрольной схемы 404 вследствие воздействия радиации, путем сравнения отклонения сигнала обратной связи контрольной схемы 404 с пороговым значением отклонения (этап 604). Если выходной сигнал контрольной схемы 404 ухудшился вследствие воздействия радиации, диспетчер сигнализации 214 направляет сигнал тревоги или предупреждение на рабочую станцию оператора 108, чтобы предупредить оператора об ухудшении состояния или отказе аналоговой схемы 402 (этап 606). Если сигнал контрольной схемы не был затронут воздействием радиации, монитор сигналов 208 может продолжить контролировать выходной сигнал контрольной схемы 404 (этап 602), или процесс обнаружения отказа схемы вследствие воздействия радиации может быть завершен.
[0034] В описанных примерах по меньшей мере часть иллюстративных способов 500 и 600, представленных блок-схемами на ФИГ. 5 и 6, могут быть реализованы с использованием машиночитаемых команд, которые содержат программу для выполнения процессором, таким как процессор 712, показанный в иллюстративной процессорной платформе 700, описанной ниже со ссылкой на ФИГ. 7. Программа может быть реализована в программном обеспечении, хранящемся на материальном машиночитаемом носителе данных, таком как CD-ROM, гибкий диск, жесткий диск, цифровой универсальный диск (DVD), диск Blu-ray или память, связанная с процессором 712, но в альтернативном варианте вся программа и/или ее части могут выполняться устройством, отличным от процессора 712, и/или могут быть реализованы в прошивке или специализированных аппаратных средствах. Кроме того, хотя иллюстративная программа описана со ссылкой на блок-схемы, показанные на ФИГ. 5 и 6, в альтернативных вариантах могут использоваться многие другие способы реализации описанного здесь иллюстративного устройства. Например, может быть изменен порядок выполнения этапов и/или могут быть изменены, исключены или объединены некоторые описанные этапы.
[0035] Как упоминалось выше, по меньшей мере часть иллюстративных способов 500 и 600 согласно ФИГ. 5 и 6 могут быть реализованы с использованием кодированных инструкций (например, компьютерных и/или машиночитаемых инструкций), хранящихся на материальном машиночитаемом носителе, таком как жесткий диск, флэш-память, постоянное запоминающее устройство (ПЗУ), компакт-диск (CD), цифровой универсальный диск (DVD), кэш, оперативное запоминающее устройство (ОЗУ) и/или любое другое запоминающее устройство или диск для хранения данных, в/на котором информация хранится в течение любого времени (например, в течение длительного времени, постоянно, в течение коротких промежутков времени, для временной буферизации и/или для кэширования информации). Используется здесь термин материальный машиночитаемый носитель данных явно определен таким образом, что он охватывает любой тип считываемого компьютером запоминающего устройства и/или диска для хранения данных и исключает распространяющиеся сигналы и средства передачи. Термины «материальный машиночитаемый носитель данных» и «материальный считываемый компьютером носитель данных» используются взаимозаменяемо. Дополнительно или в альтернативном варианте иллюстративный способ согласно ФИГ. 4 может быть реализован с использованием кодированных инструкций (например, компьютерных и/или машиночитаемых инструкций), хранящихся на постоянном компьютеро- и/или машиночитаемом носителе, таком как жесткий диск, флэш-память, постоянное запоминающее устройство, компакт-диск, цифровой универсальный диск, кэш, оперативное запоминающее устройство и/или любое другое запоминающее устройство или диск для хранения данных, в/на котором информация хранится в течение любого времени (например, в течение длительного времени, постоянно, в течение коротких промежутков времени, для временной буферизации и/или для кэширования информации). Используемый здесь термин постоянный машиночитаемый носитель данных явно определен таким образом, что он охватывает любой тип считываемого компьютером запоминающего устройства и/или диска для хранения данных и исключает распространяющиеся сигналы и средства передачи.
[0036] На ФИГ. 7 приведена блок-схема иллюстративной процессорной платформы 700, способной выполнять команды для реализации по меньшей мере части способов согласно ФИГ. 5 и 6. Процессорная платформа 700 может быть, например, сервером, персональным компьютером, мобильным устройством (например, сотовым телефоном, смартфоном, планшетом, например, iPadTM), персональным цифровым помощником (PDA), интернет-устройством или любым другим типом вычислительного устройства.
[0037] Процессорная платформа 700 проиллюстрированного примера содержит процессор 712. Процессор 712 в проиллюстрированном примере является аппаратным обеспечением. Например, процессор 712 может быть реализован одной или большим количеством интегральных схем, логических схем, микропроцессоров или контроллеров любого требуемого семейства или производителя. Процессор 712 может соответствовать процессору 206 и/или может содержать монитор сигналов 208, коррелятор тока и радиации 210, компаратор уровня радиации 212 и диспетчер сигнализации 214.
[0038] Процессор 712 в проиллюстрированном примере содержит локальную память 713 (например, кэш). Процессор 712 в проиллюстрированном примере поддерживает связь с основной памятью, включающей в себя энергозависимую память 714 и энергонезависимую память 716, через шину 718. Энергозависимое запоминающее устройство 714 может быть реализовано с помощью синхронного динамического запоминающего устройства с произвольной выборкой (SDRAM), динамического запоминающего устройства с произвольной выборкой (DRAM), динамического запоминающего устройства с произвольной выборкой Rambus с внутренней шиной (RDRAM) и/или запоминающего устройства с произвольной выборкой любого другого типа. Энергонезависимая память 716 может быть реализована в виде флэш-памяти и/или любого другого требуемого типа запоминающего устройства. Доступ к основной памяти 714, 716 управляется контроллером памяти.
[0039] Процессорная платформа 700 проиллюстрированного примера также содержит интерфейсную схему 720. Интерфейсная схема 720 может быть реализована любым стандартом интерфейса, таким как интерфейс Ethernet, универсальная последовательная шина (USB) и/или интерфейс PCI Express.
[0040] В проиллюстрированном примере одно или большее количество устройств ввода 722 соединены с интерфейсной схемой 720. Устройство(а) ввода 722 разрешает(ют) пользователю вводить данные и команды в процессор 712. Устройство(а) ввода 722 может(гут) быть реализованы, например, с использованием акустического датчика, микрофона, камеры (снимающей отдельные изображения или видео), клавиатуры, кнопки, мыши, сенсорного экрана, трекпада, трекбола, манипулятора Isopoint и/или системы распознавания речи.
[0041] Одно или большее количество устройств вывода 724 также подключены к интерфейсной схеме 720 проиллюстрированного примера. Устройства вывода 724 могут быть реализованы, например, с использованием устройств отображения (например, светодиода (LED), органического светоизлучающего диода (OLED), жидкокристаллического дисплея, дисплея на электронно-лучевой трубке (CRT), сенсорного экрана, тактильного устройства вывода, принтера и/или динамиков). Таким образом, интерфейсная схема 720 проиллюстрированного примера обычно включает в себя плату графического драйвера, чип графического драйвера или процессор графического драйвера.
[0042] Интерфейсная схема 720 проиллюстрированного примера также содержит устройство связи, такое как передатчик, приемник, приемопередатчик, модем и/или плату сетевого интерфейса для обеспечения обмена данными с внешними машинами (например, вычислительными устройствами любого типа) по сети 726 (например, Ethernet-соединение, цифровая абонентская линия (DSL), телефонная линия, коаксиальный кабель, сотовая телефонная система и т.д.).
[0043] Процессорная платформа 700 в проиллюстрированном примере также содержит одно или большее количество запоминающих устройств 728 для хранения программного обеспечения и/или данных. Примеры таких запоминающих устройств 728 включают гибкие диски, жесткие диски, компакт-диски, диски Blu-ray, RAID-системы и цифровые универсальные диски (DVD-диски). Запоминающие устройство может дополнительно содержать память 202.
[0044] Кодированные инструкции 732 для реализации по меньшей мере части способов 500 и 600 согласно ФИГ. 5 и 6 могут храниться в запоминающем устройстве 728, в энергозависимой памяти 714, в энергонезависимой памяти 716 и/или на съемном материальном машиночитаемом носителе данных, таком как CD или DVD.
[0045] Описанные в данном документе некоторые иллюстративные способы, устройства и изделия не ограничивают объем данного патента. Напротив, данный патент охватывает все способы, устройства и изделия, справедливо находящиеся в пределах объема прилагаемой формулы изобретения.
1. Способ для обнаружения отказа цепи вследствие воздействия радиации, включающий:
определение тока полупроводникового устройства в аналоговой схеме;
определение количества радиации, воздействующей на полупроводниковое устройство, на основе тока;
сравнение количества радиации с пороговым значением дозы радиации;
индикацию ухудшения состояния полупроводникового устройства на основе сравнения; и
направление на основе сравнения предупреждения о возможном ухудшении состояния на рабочую станцию оператора.
2. Способ для обнаружения отказа цепи вследствие воздействия радиации, включающий:
определение тока полупроводникового устройства в аналоговой схеме;
определение количества радиации, воздействующей на полупроводниковое устройство, на основе тока;
сравнение количества радиации с пороговым значением дозы радиации;
индикацию ухудшения состояния полупроводникового устройства на основе сравнения; и
направление предупреждения на рабочую станцию оператора, указывающего на ухудшение состояния.
3. Способ по п. 2, дополнительно включающий направление на основе сравнения предупреждения о возможном ухудшении состояния на рабочую станцию оператора.
4. Способ по любому из предшествующих пунктов, отличающийся тем, что определение количества радиации включает использование соответствующей полупроводниковому устройству кривой ухудшения состояния вследствие воздействия радиации.
5. Способ по любому из предшествующих пунктов, отличающийся тем, что кривая ухудшения состояния вследствие воздействия радиации определяет пороговое значение дозы радиации.
6. Способ по любому из предшествующих пунктов, отличающийся тем, что пороговое значение дозы радиации соответствует количеству радиации, при котором происходит ухудшение состояния аналоговой схемы.
7. Способ по любому из предшествующих пунктов, отличающийся тем, что
определение тока полупроводникового устройства в аналоговой схеме включает определение тока посредством позиционера, соединенного с полупроводниковым устройством;
определение количества радиации, воздействующей на полупроводниковое устройство, на основе тока включает определение количества радиации посредством позиционера; и
сравнение количества радиации с пороговым значением дозы радиации включает сравнение количества радиации с пороговым значением дозы радиации посредством позиционера.
8. Устройство для обнаружения отказа цепи вследствие воздействия радиации, содержащее:
полупроводниковое устройство с известным ухудшением состояния вследствие воздействия радиации; и
устройство управления процессом для:
мониторинга тока питания полупроводникового устройства;
корреляции тока питания с общим количеством радиационного воздействия;
сравнения количества радиационного воздействия с пороговым значением дозы радиации, определенным на основе известного ухудшения состояния; и
направления предупреждения на рабочую станцию оператора на основе сравнения.
9. Устройство по п. 8, дополнительно содержащее аналоговую схему, содержащую полупроводниковое устройство, имеющее порог ухудшения состояния, равный пороговому значению дозы радиации полупроводникового устройства.
10. Устройство по п. 8 или 9, отличающееся тем, что известное ухудшение состояния полупроводникового устройства соответствует кривой ухудшения состояния, причем пороговое значение дозы радиации определяется по кривой ухудшения состояния.
11. Устройство по любому из пп. 8-10, отличающееся тем, что известное ухудшение состояния коррелирует с уменьшением тока питания полупроводникового устройства при увеличении общего количества радиационного воздействия.
12. Устройство по любому из пп. 8-11, отличающееся тем, что устройство управления процессом выполнено с возможностью обнаружения ухудшения состояния полупроводникового устройства на основе сравнения.
13. Устройство по любому из пп. 8-12, отличающееся тем, что устройство управления процессом дополнительно выполнено с возможностью определения того, что количество радиационного воздействия приближается к пороговому значению дозы радиации, и направления предупреждения на рабочую станцию оператора.
14. Устройство по любому из пп. 8-13, отличающееся тем, что полупроводниковое устройство встроено в устройство управления процессом.
15. Устройство по любому из пп. 8-14, отличающееся тем, что устройство управления процессом выполнено с возможностью дистанционного мониторинга тока полупроводникового устройства.
16. Устройство по любому из пп. 8-15, отличающееся тем, что полупроводниковое устройство представляет собой радиационно-устойчивый маломощный двухканальный операционный усилитель.
17. Устройство по любому из пп. 8-16, дополнительно содержащее дополнительное полупроводниковое устройство с известным ухудшением состояния в результате воздействия радиации.
18. Устройство для обнаружения отказа цепи вследствие воздействия радиации, содержащее:
аналоговую схему, имеющую первую интегральную схему;
контрольную схему, имеющую вторую интегральную схему, идентичную первой, и обеспечивающую сигнал обратной связи, указывающий на ухудшение состояния контрольной схемы и аналоговой схемы вследствие воздействия радиации; и
устройство управления процессом для мониторинга сигнала обратной связи от контрольной схемы.
19. Устройство по п. 18, дополнительно содержащее рабочую станцию оператора для приема сигнала тревоги от устройства управления процессом, если сигнал обратной связи указывает на ухудшение состояния контрольной схемы и аналоговой схемы.
20. Устройство по п. 18 или 19, отличающееся тем, что изменение сигнала обратной связи за пределами порогового значения указывает на ухудшение состояния вследствие воздействия радиации.
21. Устройство по любому из пп. 8-20, отличающееся тем, что устройство управления процессом содержит позиционер, соединенный с полупроводниковым устройством.
22. Устройство для обнаружения отказа цепи вследствие воздействия радиации, содержащее:
средство для обнаружения воздействия радиации; и
средство для определения ухудшения состояния полупроводникового устройства вследствие воздействия радиации, содержащее средство для направления сигнала тревоги на рабочую станцию оператора при достижении порога ухудшения состояния.
23. Устройство по п. 22, отличающееся тем, что средство для определения ухудшения состояния дополнительно содержит средство для мониторинга параметра, связанного со средством для обнаружения воздействия радиации.
24. Устройство по п. 22 или 23, отличающееся тем, что средство для определения ухудшения состояния дополнительно содержит средство для сравнения параметра с известным ухудшением состояния для определения достижения порогового ухудшения состояния.
25. Устройство по любому из пп. 22-24, отличающееся тем, что средство для определения ухудшения состояния содержит позиционер, соединенный с полупроводниковым устройством.
