Hallo Andreas,
vielen Dank für die Tips. Ich bin jetzt allerdings leicht
verwirrt. Wenn DRAMs (was auch immmer das ist) da leicht
zicken machen, aber es andererseits bei den vielen Tests nie
zu Störfällen kam, dann stehe ich als Elektroniklaie etwas auf
dem Schlauch!?!?
Zuerst einmal muss man zwischen sequenzieller und stetiger Verarbeitung unterscheiden.
Bei kombinatorischer Logik oder einem analogen Verstärker (beides stetige Verarbeitung), bewirken Störungen nur einen Störimpuls, welcher meist leicht unterdrückt werden können. Impulse welche eine minimale Zeit unterschreiten, werden einfach ignoriert.
Sequenzielle Logik, dazu gehören auch alle Computer, verarbeitet Informationen Schritt für Schritt, wobei die Informationen zwischengespeichert werden müssen und ein Schritt auf dem Resultat eines vorhergehenden aufbaut. Schleicht sich da eine Störung ein, sind alla darauf aufbauenden Schritte falsch, wenn dies nicht erkannt werden kann.
Ist wie bei der Buchhaltung. Ein Zahlendreher oder Rechenfehler bei einem Betrag und die ganze Bilanz geht nicht mehr auf.
Versteht man unter „HÄRTEN“ Maßnahmen, die Störfälle
verhindern sollen?
Der Begriff „Härten“ stammt vom Militär. deshalb gibt es auch nicht so viel Literatur zu diesem Problem … ist halt alles streng Geheim!
Außerdem wäre es doch nicht in den
entsprechenden Regelwerken verankert, dass es nicht verwendet
werden darf, wenn noch nie Störfälle deshalb aufgetreten wären
DRAM ist eine Schaltungstechnik für Arbeitsspeicher in Computern. Dabei werden die Bits als Ladung in Kondensatoren gespeichert. Der Vorteil liegt in der hohen Speicherdichte.
DRAMs gab es Anfangs nur im Keramikgehäuse. Das Problem war, dass sich im Epoxy für die Kunststoffgehäuse immer Verunreinigungen mit Isotopen, meist Alphastrahler, befanden. Dadurch war einfach die Fehlerrate zu hoch.
Bei den Computern im Weltraum, werden keine DRAM verwendet.
EPROM, FLASH-ROM und weitere (das sind alles Festwertspeicher), Verwenden auch Kondensatoren zur Speicherung der Information (floating gate) allerdings wird hier die Ladung durch den Tunneleffekt bewegt (beim löschen und schreiben). EPROMs löscht man übrigens mit UV-Licht. mit einer 20W UV-Lampe lassen sich einige EPROMs gleichzeitig in 10-20 Minuten löschen.
Das nächste Problem sind Strukturveränderungen.
Da du von der „mechanischen Fraktion“ zu kommen scheinst, sollte dir bekannt sein, dass Stahl unter Neutronenbeschuss spröde wird.
Bei Halbleitern kommt noch hinzu, dass sie nur als Einkristal funktionieren. Hier erzeugen Gitterfehler permanente Schäden.
Ein weiterer Ausfallmechanismus ist die Ionenwanderung.
Dabei wandern z.B. Metallionen aus den Verdrahtungslagen oder Ionen der Dotierung in die Isolation.
Dies ist eigentlich der Hauptgrund für die Alterung von Halbleitern.
Bei EPROMs, FLASH usw. bewirken die heissen Elektronen die Ionenwanderung. Bei EPROMs ergab sich dadurch eine Lebensdauer von etwa 100 Programmierzyklen. Die moderneren FLASH schaften anfangs 100-1’000 Zyklen. Heute liegt man zwischen 100’000 und 1’000’000 Zyklen.
Ionisierende Strahlung bewirkt also kurzzeitige Störungen durch die erzeugten freien Elektrononen, als auch beschleunigte Alterung. Je kleiner die Strukturgrössen sind, umso stärker sind die Auswirkungen.
Bei Halbleitern landet man immer recht schnell bei der Quantenmechanik.
Bei den Halbleiterherstellern findest du konkrete Angaben zu den AUsfallmechanismen übrigens im „reliability Report“.
Relatif gute, grundlegende Informationen zu DRAM, EPROM, FLASH-Speicher, achja auch „Latchup“ findest du bei Wikipedia. Letzterer kann auch durch ionisierende Strahlung verursacht werden.
MfG Peter(TOO)
habe ich eine kleine Frage: