Co to jest hartowanie radiacyjne?
W środowiskach radioaktywnych, takich jak doświadczone z bronią nuklearną, elektrowniami jądrowymi i eksploracją kosmosu, istnieje ryzyko, że promieniowanie dostanie się do sprzętu elektronicznego i wystrzeli elektrony, które albo sfałszują funkcjonalność sprzętu, albo całkowicie zniszczą układy scalone. Aby temu zaradzić, utwardzanie promieniowaniem jest sposobem na uczynienie sprzętu odpornym na to elektroniczne uszkodzenie. Większość chipów utwardzanych promieniowaniem jest podobnych do chipów dostępnych na rynku, choć ich konstrukcja i elementy mogą się nieco różnić. Hartowanie jest intensywnym i trudnym procesem, dlatego te chipy są zwykle za najnowocześniejszymi dostępnymi na rynku chipami o kilka miesięcy lub lat.
Chipy elektroniczne są potrzebne w wielu środowiskach intensywnie promieniujących, w tym w kosmosie i elektrowniach. Problem z tą potrzebą polega na tym, że promieniowanie ma tendencję do uwalniania naładowanych cząstek do środowiska. Jeśli tylko jedna cząstka dostanie się do układu, setki lub tysiące elektronów mogą zostać pomieszane, powodując wyświetlanie przez układ niedokładnych informacji lub całkowite zniszczenie układu. Powoduje to, że utwardzanie promieniowaniem jest niezbędne, jeśli sprzęt ma być używany w tych środowiskach, a naładowane cząstki nie wpływają na użyteczność sprzętu.
Hartowanie radiacyjne wymaga od producentów układów elektronicznych stworzenia zarówno fizycznych, jak i logicznych osłon chroniących sprzęt. Po stronie fizycznej chipy są wykonane z materiałów izolacyjnych, a komponenty są często magnetooporne. Wykonano również osłony, aby nie dopuścić do faktycznego oddziaływania sprzętu z promieniowaniem i naładowanymi cząsteczkami. Po stronie logicznej układ jest zaprojektowany do ciągłego sprawdzania i skanowania w poszukiwaniu błędów lub utraty pamięci. Są to oba główne problemy w środowiskach radioaktywnych, dlatego układy scalające ustawiają procedury zamiatania i skanowania bardzo wysoko na liście priorytetów.
Oprócz konstrukcji i logicznych osłon umieszczonych na chipach utwardzanych promieniowaniem, same chipy są podobne do dostępnego w handlu sprzętu, który nie podlega utwardzaniu promieniowaniem. Te układy są oparte na bieżących układach, a następnie modyfikowane. Modyfikacja może jednak zająć dużo czasu, więc większość hartowanych układów ma kilka miesięcy lub lat za najnowocześniejszym sprzętem.
Aby sprawdzić, czy utwardzanie promieniowaniem jest skuteczne, programiści zwykle umieszczają sprzęt w komorze radiacyjnej i poddają go wiązkom protonów i neutronów podobnym do tego, jakie można spotkać w rzeczywistych środowiskach radioaktywnych. Daje to programistom wyobrażenie o skuteczności metod ekranowania. Jednocześnie testy te nie naśladują całkowicie rzeczywistych warunków, co oznacza, że wyniki testów i rzeczywista efektywność mogą być drastycznie różne.