• 대한전자공학회논문지TC
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• 제45권10호
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• pp.10-16
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• 2008

보통 저궤도를 선회하는 위성은 자기장으로 연결된 반알렌대를 통과하며, 이 안에 갇혀 주기적인 운동으로 남극과 북극을 이동하는 하전입자에 의해 부품이 손상되고 수명이 단축되는 악 영향을 받고 있다. 그중 방사선에 의한 SEU (Single Event Upset) 등은 우주선에 탑재된 반도체 소자의 오동작 유발의 원인이 되고 있다. 본 연구에서는 우주환경 방사선에서 고려해야 할 점들 중에서 특히 과학기술위성 1호 탑재 컴퓨터(On-board Computer, OBC)에서의 싱글이벤트업셋(Single Event Upset, SEU)의 영향을 고찰해 보고 거기에서 극복할 수 있는 알고리즘을 제시하고 있다. SEU 누적을 방지하기 위하여 매 일정한 시간마다 전체 메모리를 읽고/쓰는 과정(memory wash)이 필요하며 워쉬 주기 선정에 대해서도 고찰했다. 이러한 실험은 과학기술위성 시리즈 및 저궤도 위성용 탑재 컴퓨터의 성능 저하를 이해하는데 도움을 줄 수 있을 뿐만 아니라, 다목적 실용위성 시리즈의 각 모듈 개발에도 적극 활용 할 수 있을 것으로 기대된다.

• Journal of Astronomy and Space Sciences
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• 제18권2호
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• pp.109-118
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• 2001

1992년에 발사된 우리별 1호는 고에너지 양성자들이 OBC(On-Board Computer)186의 메모리에 SEU(Single Event Upset)을 일으키는 안쪽 반알렌대(Inner Van Allen Radiation Belt) 를 통과한다. 본 논문에서는 Chi-Square 방법을 이용하여 OBC(On-Board Compute.)186 메모리에서 측정된 SEU 데이터와 NASA/NSSDC의 AP-8 양성자 모델을 비교하여, SEU를 유발하게 되는 문턱 에너지를 추정해 보았다. OBC186위치에서의 양성자 선속을 유도하기 위해서 위성체에 의한 차폐 효과가 고려되었으며 모델의 신뢰성을 높이기 위해 태양 활동이 활발한 기간에 얻어진 데이터들은 제거되었다. 비교 결과 우리별 1호 OBC186 주 메모리의 문턱에너지는 $110{pm}10MeV$로 추정 되었다.

• Nuclear Engineering and Technology
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• 제49권8호
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• pp.1589-1599
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• 2017

Field programmable gate arrays (FPGAs) are getting more attention in safety-related and safety-critical application development of nuclear power plant instrumentation and control systems. The high logic density and advancements in architectural features make static random access memory (SRAM)-based FPGAs suitable for complex design implementations. Devices deployed in the nuclear environment face radiation particle strike that causes transient and permanent failures. The major reasons for failures are total ionization dose effects, displacement damage dose effects, and single event effects. Different from the case of space applications, soft errors are the major concern in terrestrial applications. In this article, a review of radiation effects on FPGAs is presented, especially soft errors in SRAM-based FPGAs. Single event upset (SEU) shows a high probability of error in the dependable application development in FPGAs. This survey covers the main sources of radiation and its effects on FPGAs, with emphasis on SEUs as well as on the measurement of radiation upset sensitivity and irradiation experimental results at various facilities. This article also presents a comparison between the major SEU mitigation techniques in the configuration memory and user logics of SRAM-based FPGAs.

• 한국항공우주학회지
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• 제39권12호
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• pp.1174-1180
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• 2011

Field Programmble Gate Array(FPGA)는 설계 시간 단축, 재구성 가능성 등의 이유로 우주용 시스템에 사용이 늘고 있다. 그러나, Static Random Access Memory (SRAM) 구조를 가지는 FPGA의 경우 우주 방사능 환경으로 인해 발생하는 single event upset (SEU)로 인한 영향에 더 취약한 단점을 가지고 있다. 과학기술위성 3호 온보드 컴퓨터에서는 SEU로 발생되는 영향을 감소시키기 위하여 triple modular redundancy (TMR)과 Scrubbing scheme (기법)을 사용하고 있다. 실제 방사선 조사 실험 결과, TMR과 Scrubbing 기법을 통하여 문턱 에너지 값이 10.6 MeV에서 20.3 MeV로 개선됨을 확인하였으며, 과학기술위성 3호 위성 궤도 환경을 시뮬레이션 한 결과와 실험 결과를 이용하여 1.23 bit-flips/day의 에러율을 얻었다.

• 전기학회논문지
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• 제57권8호
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• pp.1440-1446
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• 2008

In this paper, a novel TMR (Triple Modular Redundancy) memory structure is proposed using state feedback control of asynchronous sequential machines. The main ability of the proposed structure is to correct the fault of SEU (Single Event Upset) asynchronously without resorting to the global synchronous clock. A state-feedback controller is combined with the TMR realized as a closed-loop asynchronous machine and corrective behavior is operated whenever an unauthorized state transition is observed so as to recover the failed state of the asynchronous machine to the original one. As a case study, an asynchronous machine modelling of TMR and the detailed procedure of controller construction are presented. A simulation results using VHDL shows the validity of the proposed scheme.

• 전기학회논문지
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• 제59권2호
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• pp.417-422
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• 2010

When memory devices are exposed to space environments, they suffer various effects such as SEU(Single Event Upset). Memory systems for space applications are generally equipped with error detection and correction(EDAC) logics against SEUs. In this paper, several error detection and correction codes - RS(10,8) code, (7,4) Hamming code and (16,8) code - are analyzed and compared with each other. Each code is implemented using VHDL and its performances(encoding/decoding speed, required memory size) are compared. Also the failure probability equation of each EDAC code is derived, and the probability value is analyzed for various occurrence rates of SEUs which the STSAT-3 possibly suffers. Finally, the EDAC algorithm for STSAT-3 is determined based on the comparison results.

• 제어로봇시스템학회논문지
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• 제13권6호
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• pp.519-524
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• 2007

The OBC(on-board computer) of a satellite which plays a role of the controller for the satellite should be equipped with preventive measures against transient errors caused by SEU(single event upset). Since memory devices are pretty much susceptible to these transient errors, it is essential to protect memory devices against SFU. A common method exploits an error detection and correction code and additional memory devices, combined with periodic memory scrubbing. This paper proposes an effective memory scrubbing scheme for the OBC of STSAT-2. The memory system of the OBC is briefly mentioned and the reliability of the information stored in the memory system is analyzed. The result of the reliability analysis shows that there exist optimal scrubbing periods achieving the maximum reliability for allowed overall scrubbing overhead and they are dependent on the significance of the information stored. These optimal scrubbing periods from a reliability point of view are derived analytically.

• 대한전자공학회논문지SD
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• 제45권3호
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• pp.1-5
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• 2008

본 논문은 고에너지 전자빔을 이용하여 저궤도 인공위성의 실리콘 태양센서의 내방사선 특성 변화를 분석하였다. 일반적으로 저궤도를 선회하는 위성은 반알렌대를 통과하며, 이 안에서 주기적인 운동으로 남극과 북극을 이동하는 하전입자에 의해 전자부품이 쉽게 손상되고 수명이 단축되는 등 악 영향을 받고 있다. 특히 방사선에 의한 SEU (Single Event Upset) 등은 인공위성에 탑재된 반도체 소자의 오동작 유발의 원인이 되고 있다. 본 논문은 한국원자력 연구원의 고에너지 ($300keV{\sim}1MeV$) 전자빔 조사장치를 이용하여 태양전지에 전자빔을 조사하고 이 때 변화되는 각각의 파라미터들에 대한 값을 측정하고자 한다. 이러한 연구는 저궤도 인공위성에서 전력을 생산하기 위해서 사용하는 전력용 태양 전지의 방사능 영향을 이해하는 데도 많은 영향을 줄 수 있을 것으로 기대된다.

• 제어로봇시스템학회:학술대회논문집
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• 제어로봇시스템학회 2003년도 ICCAS
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• pp.2295-2297
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• 2003

The major problem encountered in satellite design is EMI (Electro-Magnetic Interference) and EMC (Electro-Magnetic Compatibility). Here, our focus is on the effects of protons on the electronic system. The SEU (Single Event Upset) results from the level change of stored information due to photon radiation and temperature in the space and the nuclear power plant environment. The impact of SEU on PLD (Programmable Logic Devices) technology is most apparent in ROM/SRAM/DRAM devices wherein the state of storage cell can be upset. In this paper, a simple and powerful test techniques is suggested, and the results are presented for the analysis and future reference. The test results are compared with that of JPL test report. In our experiment, the proton radiation facility available at KIRAMS (Korea Institute of Radiological Medical Sciences) has been applied on a commercially available SRAM manufactured by Hynix Semiconductor Company.

• International Journal of Aeronautical and Space Sciences
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• 제5권2호
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• pp.28-34
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• 2004

One of the major problem encountered in nuclear plants and satellites design isEMI (Electro-Magnetic Interference) and EMC (Electro-Magnetic Compatibility).Here, our focus is to implement the test board for checking SEU (Single EventUpsets); the effects of protons on the electronic system. The SEU results from thelevel change of stored information due to photon radiation and temperature in thespace environment. The impact of SEU on PLD (Programmable Logic Devices)technology is most apparent in ROM/SRAM/DRAM devices wherein the state ofstorage cell can be upset. In this paper, a simple and powerful test techniques issuggested, and the results are presented for the analysis and future reference. In ourexperiment, the proton radiation facilitv (having the energy of 50 MeV with a beamcurrent of 60 uA of cyclotron) available at KIRAMS (Korea Institute of RadiologicalMedical Sciences) has been applied on a commercially available SRAM manufacturedby Hynix Semiconductor Company.