Tesis doctoral
Páginas: 273 (68204 palabras)
Publicado: 5 de septiembre de 2014
Universitat de les Illes Balears
Departamento de Física
Estudio de eventos transitorios
inducidos por radiación en
memorias SRAM nanométricas
Tesis doctoral
Doctorado en Ingeniería Electrónica
Autor:
Gabriel Torrens Caldentey
Director:
Dr. Sebastià Bota Ferragut
Fecha:
noviembre de 2012
Esta tesis doctoral ha sido realizada por el Sr. Gabriel Torrens Caldentey bajola dirección del
Dr. Sebastià Bota Ferragut, del Departamento de Física de la Universidad de las Islas
Baleares.
Palma de Mallorca, 5 de noviembre de 2012
Sebastià Bota Ferragut
Gabriel Torrens Caldentey
El director de tesis
El doctorando
La realización de esta tesis doctoral ha estado financiada por el proyecto TEC20011-25017 del Ministerio de
Ciencia e Innovación y harecibido una ayuda para apoyar a grupos de investigación competitivos de la
Consejería de Educación, Cultura y Universidades del Gobierno Balear (2011-2013), patrocinada por la
Comunidad Autónoma de las Illes Balears y cofinanciada con fondos FEDER. También ha contado con una beca
de formación de profesorado universitario (FPU) del Ministerio de Ciencia e Innovación (AP2006-03170).
Una versiónen formato electrónico y actualizada de esta tesis puede encontrarse en:
An updated electronic format version of this thesis can be found at:
www.gtorrens.com/tesis
Esta tesis doctoral puede almacenarse, distribuirse o reproducirse libremente, en parte o en su
totalidad, siempre que se haga con finalidades exclusivamente de investigación, sin ánimo de lucro y
citando su procedencia.e-mail de contacto: gtorrens@gmail.com
Resumen:
Los efectos de la radiación en circuitos electrónicos se conocen desde los comienzos de la
carrera espacial en los años 60, pues fuera de la atmósfera terrestre se está expuesto a niveles
más altos de radiación que en la superficie. Sin embargo, el escalado de la tecnología
electrónica ha conllevado un aumento de su susceptibilidad a laradiación, que puede
desembocar en errores de funcionamiento incluso a nivel de tierra. Esta tesis estudia un efecto
de la radiación, en memorias SRAM (Static Random Access Memory), denominado evento
transitorio, que se caracteriza por corromper los datos almacenados en la memoria sin dañarla
permanentemente. Se estudian por simulación diversas técnicas para diseñar memorias más
robustas frente aeventos transitorios. Además, se ha diseñado y fabricado un prototipo de
SRAM que incorpora algunas de estas técnicas. Finalmente, se ha validado
experimentalmente su eficacia mediante la irradiación controlada del circuito.
Abstract:
Radiation effects in electronic circuits are known since the beginning of the space race in the
1960s, because out of the terrestrial atmosphere, radiation exposurelevel is higher than on the
surface. However, electronic technology scaling has led to an increase in radiation
susceptibility that can result in operation errors even at ground level. This thesis deals with a
radiation effect, in SRAMs (Static Random Access Memory), named transient event, which is
characterized by corrupting data stored in the memory without causing any permanent
damage toit. Several techniques to design more robust memories against radiation effects are
studied by simulation. In addition, an SRAM prototype, including some of these techniques,
has been designed and manufactured. Finally, the effectiveness of these techniques has been
experimentally validated through controlled irradiation of the circuit.
Resum:
Els efectes de la radiació en circuits electrònicses coneixen des dels inicis de la carrera
espacial als anys 60, ja que fora de l’atmosfera terrestre s’està exposat a nivells més alts de
radiació que a la superfície. No obstant això, l’escalat de la tecnologia electrònica ha
comportat un augment de la susceptibilitat a la radiació, que pot desembocar en errors de
funcionament fins i tot a nivell de terra. Aquesta tesi estudia un efecte...
Departamento de Física
Estudio de eventos transitorios
inducidos por radiación en
memorias SRAM nanométricas
Tesis doctoral
Doctorado en Ingeniería Electrónica
Autor:
Gabriel Torrens Caldentey
Director:
Dr. Sebastià Bota Ferragut
Fecha:
noviembre de 2012
Esta tesis doctoral ha sido realizada por el Sr. Gabriel Torrens Caldentey bajola dirección del
Dr. Sebastià Bota Ferragut, del Departamento de Física de la Universidad de las Islas
Baleares.
Palma de Mallorca, 5 de noviembre de 2012
Sebastià Bota Ferragut
Gabriel Torrens Caldentey
El director de tesis
El doctorando
La realización de esta tesis doctoral ha estado financiada por el proyecto TEC20011-25017 del Ministerio de
Ciencia e Innovación y harecibido una ayuda para apoyar a grupos de investigación competitivos de la
Consejería de Educación, Cultura y Universidades del Gobierno Balear (2011-2013), patrocinada por la
Comunidad Autónoma de las Illes Balears y cofinanciada con fondos FEDER. También ha contado con una beca
de formación de profesorado universitario (FPU) del Ministerio de Ciencia e Innovación (AP2006-03170).
Una versiónen formato electrónico y actualizada de esta tesis puede encontrarse en:
An updated electronic format version of this thesis can be found at:
www.gtorrens.com/tesis
Esta tesis doctoral puede almacenarse, distribuirse o reproducirse libremente, en parte o en su
totalidad, siempre que se haga con finalidades exclusivamente de investigación, sin ánimo de lucro y
citando su procedencia.e-mail de contacto: gtorrens@gmail.com
Resumen:
Los efectos de la radiación en circuitos electrónicos se conocen desde los comienzos de la
carrera espacial en los años 60, pues fuera de la atmósfera terrestre se está expuesto a niveles
más altos de radiación que en la superficie. Sin embargo, el escalado de la tecnología
electrónica ha conllevado un aumento de su susceptibilidad a laradiación, que puede
desembocar en errores de funcionamiento incluso a nivel de tierra. Esta tesis estudia un efecto
de la radiación, en memorias SRAM (Static Random Access Memory), denominado evento
transitorio, que se caracteriza por corromper los datos almacenados en la memoria sin dañarla
permanentemente. Se estudian por simulación diversas técnicas para diseñar memorias más
robustas frente aeventos transitorios. Además, se ha diseñado y fabricado un prototipo de
SRAM que incorpora algunas de estas técnicas. Finalmente, se ha validado
experimentalmente su eficacia mediante la irradiación controlada del circuito.
Abstract:
Radiation effects in electronic circuits are known since the beginning of the space race in the
1960s, because out of the terrestrial atmosphere, radiation exposurelevel is higher than on the
surface. However, electronic technology scaling has led to an increase in radiation
susceptibility that can result in operation errors even at ground level. This thesis deals with a
radiation effect, in SRAMs (Static Random Access Memory), named transient event, which is
characterized by corrupting data stored in the memory without causing any permanent
damage toit. Several techniques to design more robust memories against radiation effects are
studied by simulation. In addition, an SRAM prototype, including some of these techniques,
has been designed and manufactured. Finally, the effectiveness of these techniques has been
experimentally validated through controlled irradiation of the circuit.
Resum:
Els efectes de la radiació en circuits electrònicses coneixen des dels inicis de la carrera
espacial als anys 60, ja que fora de l’atmosfera terrestre s’està exposat a nivells més alts de
radiació que a la superfície. No obstant això, l’escalat de la tecnologia electrònica ha
comportat un augment de la susceptibilitat a la radiació, que pot desembocar en errors de
funcionament fins i tot a nivell de terra. Aquesta tesi estudia un efecte...
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