GB/T 41270.9-2022 航空電子過程管理 大氣輻射影響 第9部分：航空電子設(shè)備單粒子效應(yīng)故障率計(jì)算程序與方法（正式版）

ICS49.020CCSV25航空電子過程管理大氣輻射影響第9部分：航空電子設(shè)備單粒子效應(yīng)故障率計(jì)算程序與方法國家市場監(jiān)督管理總局國家標(biāo)準(zhǔn)化管理委員會IGB/T41270.9—2022 Ⅲ 12規(guī)范性引用文件 1 1 1 25.1通用計(jì)算方法 25.2總故障率計(jì)算方法 25.3軟故障率計(jì)算方法 25.4硬故障率計(jì)算方法 3 46.1計(jì)算流程圖 46.2輸入 56.3計(jì)算步驟 56.4輸出 6附錄A(資料性)計(jì)算案例 7附錄B(資料性)敏感器件清單 附錄C(資料性)大氣中子輻射應(yīng)力計(jì)算方法 附錄D(資料性)單粒子效應(yīng)截面數(shù)據(jù)典型值 ⅢGB/T41270.9—2022本文件按照GB/T1.1—2020《標(biāo)準(zhǔn)化工作導(dǎo)則第1部分：標(biāo)準(zhǔn)化文件的結(jié)構(gòu)和起草規(guī)則》的規(guī)定起草。本文件是GB/T41270《航空電子過程管理大氣輻射影響》的第9部分。GB/T41270已經(jīng)發(fā)布了以下部分：——第9部分：航空電子設(shè)備單粒子效應(yīng)故障率計(jì)算程序與方法。本文件由全國航空電子過程管理標(biāo)準(zhǔn)化技術(shù)委員會(SAC/TC427)提出并歸口。本文件起草單位：中國航空綜合技術(shù)研究所、北京圣濤平試驗(yàn)工程技術(shù)研究院有限責(zé)任公司、中國航空工業(yè)集團(tuán)公司西安飛機(jī)設(shè)計(jì)研究所。GB/T41270.9—2022本文件是為了航空電子設(shè)備電子產(chǎn)品單粒子效應(yīng)故障率的分析計(jì)算的需要而制定的。0.2技術(shù)概述大氣層內(nèi)工作的航空電子設(shè)備，其關(guān)鍵器件在遭受大氣中子輻射下會產(chǎn)生多種單粒子效應(yīng)，傳遞至航空電子設(shè)備，會產(chǎn)生單粒子效應(yīng)軟故障和/或硬故障，會影響飛機(jī)的安全性?？紤]到只有設(shè)備級SEE故障率才參與系統(tǒng)級、飛機(jī)級的安全分析過程。因此，在飛機(jī)安全性評估過程中需要提供設(shè)備級的SEE故障率及其計(jì)算方法與程序，為航空電子設(shè)備安全性分析提供基礎(chǔ)數(shù)據(jù)。GB/T34955—2017《大氣輻射影響航空電子系統(tǒng)單粒子效應(yīng)試驗(yàn)指南》和GB/T34956—2017《大氣輻射影響航空電子設(shè)備單粒子效應(yīng)防護(hù)設(shè)計(jì)指南》共同構(gòu)成航空電子產(chǎn)品開展單粒子效應(yīng)設(shè)計(jì)與分析的基礎(chǔ)技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)?！?部分：航空電子產(chǎn)品設(shè)計(jì)中單粒子效應(yīng)分析過程管理。目的在于規(guī)定航空電子產(chǎn)品設(shè)計(jì)中電子元器件單粒子效應(yīng)分析的方法和程序?！?部分：航空電子設(shè)備單粒子效應(yīng)故障率計(jì)算程序與方法。目的在于規(guī)定航空電子設(shè)備單0.3相關(guān)專利情況說明本文件的發(fā)布機(jī)構(gòu)提請注意，聲明符合本文件時，可能涉及單粒子效應(yīng)故障率、大氣中子輻射應(yīng)力、器件敏感截面、降額因子相關(guān)的專利的使用。本文件的發(fā)布機(jī)構(gòu)對于該專利的真實(shí)性、有效性和范圍無任何立場。該專利持有人已向本文件的發(fā)布機(jī)構(gòu)承諾，他愿意同任何申請人在合理且無歧視的條款和條件下，就專利授權(quán)許可進(jìn)行談判。該專利持有人的聲明已在本文件的發(fā)布機(jī)構(gòu)備案。表1中列出的專利權(quán)人持有本文件涉及的專利。表1持有本文件涉及專利的專利權(quán)人相關(guān)信息專利持有人地址北京圣濤平試驗(yàn)工程技術(shù)研究院有限責(zé)任公司北京市海淀區(qū)紫竹院路69號中國兵器大廈708室請注意除上述專利外，本文件的某些內(nèi)容仍可能涉及專利。本文件的發(fā)布機(jī)構(gòu)不承擔(dān)識別專利的責(zé)任。1GB/T41270.9—2022航空電子過程管理大氣輻射影響第9部分：航空電子設(shè)備單粒子效應(yīng)故障率計(jì)算程序與方法2規(guī)范性引用文件下列文件中的內(nèi)容通過文中的規(guī)范性引用而構(gòu)成本文件必不可少的條款。其中，注日期的引用文GB/T34955—2017大氣輻射影響航空電子系統(tǒng)單粒子效應(yīng)試驗(yàn)指南GB/T34956—2017大氣輻射影響航空電子設(shè)備單粒子效應(yīng)防護(hù)設(shè)計(jì)指南3術(shù)語和定義3.2GB/T34956—2017界定的以及下列術(shù)語和定義適用于本文件。大氣中子輻射應(yīng)力atmosphericneutronradiationstress注：大氣中子輻射應(yīng)力的單位為每平方厘米小時[/(cm2·h)]。單粒子效應(yīng)故障率singleeventeffectfaultrate注：單粒子效應(yīng)故障率的單位為次每小時(次/h)。下列縮略語適用于本文件。ADC:模擬數(shù)字轉(zhuǎn)換器(analog-to-digitalconverter)AD/DA:模數(shù)/數(shù)模轉(zhuǎn)換(analog-to-digital/digital-to-analogconvert)APS:高級成像系統(tǒng)(advancedphotosystem)CCD:電荷耦合元件(charge-coupleddevice)CMOS:互補(bǔ)金屬氧化物半導(dǎo)體(complementarymetaloxidesemiconductor)CPU:中央處理器(centralprocessingunit)DAC:數(shù)字模擬轉(zhuǎn)換器(digital-to-analogconverter)DRAM:動態(tài)隨機(jī)存取存儲器(dynamicalrandomaccessmemory)2GB/T41270.9—2022DSP:信號處理器(digitalsignalprocessing)EEPROM:帶電可擦可編程只讀存儲器(electricalerasableprogrammablereadonlymemory)FPGA:現(xiàn)場可編程邏輯門陣列(fieldprogrammablegatearray)IGBT:絕緣柵雙極型晶體管(insulatedgatebipolartransistor)MBU:單粒子多位翻轉(zhuǎn)(multiplebitupset)MCU:單粒子多單元翻轉(zhuǎn)(multiplecellupset)MOSFET:金屬氧化物半導(dǎo)體場效應(yīng)管(metaloxidesemiconductorfieldeffecttransistor)SDRAM:同步動態(tài)隨機(jī)存取存儲器(synchronousdynamicalrandom-accessmemory)SEE:單粒子效應(yīng)(singleeventeffect)SEFI:單粒子功能中止(singleeventfunctionalinterrupt)SEGR:單粒子?xùn)糯?singleeventgaterupture)SEL:單粒子鎖定(singleeventlatch-up)SET:單粒子瞬態(tài)(singleeventtransient)SEU:單粒子翻轉(zhuǎn)(singleeventupset)SRAM:靜態(tài)隨機(jī)存取存儲器(staticrandom-accessmemory)5計(jì)算方法設(shè)備級或功能板級單粒子效應(yīng)故障率通用計(jì)算方法如公式(1)所示。λ=rsee×II (1)單粒子效應(yīng)率的通用計(jì)算方法如公式(2)所示。 航空電子設(shè)備單粒子效應(yīng)總故障率計(jì)算方法如公式(3)所示。 式中：λsof——大氣中子輻射導(dǎo)致的航空電子設(shè)備單粒子效應(yīng)軟故障率，單位為次每小時(次/h);航空電子設(shè)備單粒子效應(yīng)軟故障現(xiàn)象是指可自動恢復(fù)的故障或斷電重啟后可恢復(fù)的故障。3GB/T41270.9—2022航空電子設(shè)備單粒子效應(yīng)軟故障率的計(jì)算方法如公式(4)所示。λsot-SEu——大氣中子輻射導(dǎo)致的航空電子設(shè)備單粒子翻轉(zhuǎn)軟故障率，單位為次每小時(次/h);大氣中子輻射導(dǎo)致的航空電子設(shè)備單粒子瞬態(tài)軟故障率，單位為次每小時(次/h);λsot-SEF——大氣中子輻射導(dǎo)致的航空電子設(shè)備單粒子功能中止軟故障率，單位為次每小時(次/h);λsofi-sEL——大氣中子輻射導(dǎo)致的航空電子設(shè)備單粒子鎖定軟故障率，單位為次每小時(次/h)。航空電子設(shè)備單粒子翻轉(zhuǎn)軟故障率的計(jì)算方法如公式(5)所示。 (5)式中：i—-—第i個大氣中子單粒子效應(yīng)敏感器件，簡稱器件i;rsEU-i——器件i單粒子翻轉(zhuǎn)率，單位為次每小時(次/h);IIsEU;——器件i單粒子翻轉(zhuǎn)減緩措施降額因子，取值范圍為[0,1]。如果該器件采取了有效減緩措施，降額因子宜取值0,沒有采取有效減緩措施，宜取值1;Iusd-;—-—器件i資源利用率，取值范圍為[0,1],取值為應(yīng)用所占用資源與全部存儲資源的比率；leror——單粒子翻轉(zhuǎn)在航空電子設(shè)備中傳播并導(dǎo)致設(shè)備軟故障的傳遞率，取值范圍在[0,1]。軟故障傳遞率可選推薦值1/52。航空電子設(shè)備單粒子瞬態(tài)軟故障率的計(jì)算方法如公式(6)所示。式中：rsET-;——器件i單粒子瞬態(tài)率，單位為次每小時(次/h);IⅡseT-;——器件i單粒子瞬態(tài)減緩措施降額因子，取值范圍為[0,1]。如果采取了有效減緩措施，宜取值0,沒有采取有效減緩措施，宜取值1。航空電子設(shè)備單粒子功能中止軟故障率的計(jì)算方法如公式(7)所示?！?7)式中：rseI-;——器件i單粒子功能中止率，單位為次每小時(次/h)。航空電子設(shè)備單粒子鎖定軟故障率的計(jì)算方法如公式(8)所示。式中：rsEL-i——器件i單粒子鎖定率，單位為次每小時(次/h);ⅡseL-;——器件i單粒子鎖定限流防護(hù)措施降額因子，取值范圍為[0,1]。如果該器件采取了限流防護(hù)措施，其降額因子宜取值1;如果未采取限流防護(hù)措施，其降額因子宜取值0。注：單粒子多位翻轉(zhuǎn)(MBU)、單粒子多單元翻轉(zhuǎn)(MCU)導(dǎo)致的設(shè)備單粒子效應(yīng)軟故障率可以按照相似性原理見公式(5)計(jì)算。5.4硬故障率計(jì)算方法航空電子設(shè)備單粒子效應(yīng)硬故障率計(jì)算方法如公式(9)所示。式中：λhard-SEL——大氣中子輻射導(dǎo)致的航空電子設(shè)備單粒子鎖定硬故障率，單位為次每小時(次/h);λhard-SEB——大氣中子輻射導(dǎo)致的航空電子設(shè)備單粒子燒毀硬故障率，單位為次每小時(次/h)。航空電子設(shè)備單粒子鎖定硬故障率計(jì)算方法如公式(10)所示。4GB/T41270.9—2022航空電子設(shè)備單粒子燒毀硬故障率計(jì)算方法如公式(11)所示。rsEB-;——器件i單粒子燒毀率，單位為次每小時(次/h);…………(11)IIsEB-;——器件i單粒子燒毀減緩措施降額因子，取值范圍為[0,1]。針對高壓器件，如果采取了降額使用電壓措施，例如，當(dāng)MOSFET的工作電壓小于300V時，降額因子宜取值0,當(dāng)其工作電壓大于300V時，降額因子宜取值1。6計(jì)算程序6.1計(jì)算流程圖航空電子設(shè)備單粒子效應(yīng)故障率計(jì)算流程圖如圖1所示。附錄A給出了導(dǎo)航接收機(jī)的單粒子效應(yīng)故障率計(jì)算案例。航空電子設(shè)備器件清單；飛行航線(高度、緯度、經(jīng)度);指標(biāo)要求計(jì)算步驟確定敏感器件清單計(jì)算步驟SEE敏感特性SEF.敏感器件清單確定中子輻射應(yīng)力f典型值法乎均值法坐標(biāo)點(diǎn)法峰值法極端值法確定SEE截面σ數(shù)據(jù)來源一數(shù)據(jù)來源二數(shù)據(jù)來源三確定降額因子萬資源利用率防護(hù)減緩因子軟收障傳遞率計(jì)算總故障率軟故障率計(jì)算硬放障率計(jì)算總故障率計(jì)算輸出航空電子設(shè)備單粒子效應(yīng)故障率計(jì)算報(bào)告圖1計(jì)算流程圖5GB/T41270.9—20226.2輸入航空電子設(shè)備單粒子效應(yīng)故障率計(jì)算需要的主要輸入信息如下：a)航空電子設(shè)備半導(dǎo)體器件清單；c)指標(biāo)要求。6.3計(jì)算步驟a)根據(jù)器件單粒子效應(yīng)敏感特性，見附錄B的表B.1,確定單粒子效應(yīng)敏感器件；b)參考航空電子設(shè)備單粒子效應(yīng)敏感器件清單模板，見表B.2,填寫敏感器件信息。子輻射應(yīng)力。附錄C給出了5種大氣中子輻射應(yīng)力計(jì)算方法，可根據(jù)需求選擇其中的一種方法：a)典型值法；b)平均值法；c)坐標(biāo)點(diǎn)法；d)峰值法；b)數(shù)據(jù)來源二：在詳細(xì)設(shè)計(jì)階段，可根據(jù)器件型號的工藝類別/工藝參數(shù)，參考GB/T34956—2017,獲取相似器件工藝的單粒子效應(yīng)截面數(shù)據(jù)；效應(yīng)試驗(yàn)，試驗(yàn)方法應(yīng)符合GB/T349a)資源利用率；b)單粒子效應(yīng)防護(hù)/減緩措施降額因子；c)單粒子效應(yīng)軟故障傳遞率。根據(jù)第5章中航空電子設(shè)備單粒子效應(yīng)故障率計(jì)算公式，計(jì)算航空電子設(shè)備的單粒子效應(yīng)故障率a)航空電子設(shè)備單粒子效應(yīng)軟故障率；b)航空電子設(shè)備單粒子效應(yīng)硬故障率；6GB/T41270.9—2022c)航空電子設(shè)備單粒子效應(yīng)總故障率。輸出航空電子設(shè)備的單粒子效應(yīng)故障率計(jì)算報(bào)告，報(bào)告目錄如下：1概述2計(jì)算方法3計(jì)算程序4計(jì)算結(jié)果4.1航空電子設(shè)備基本信息4.2大氣中子輻射應(yīng)力4.3單粒子效應(yīng)敏感器件清單4.4航空電子設(shè)備單粒子效應(yīng)率4.5航空電子設(shè)備單粒子效應(yīng)故障率A.1計(jì)算案例概述某機(jī)載衛(wèi)星導(dǎo)航接收機(jī)(以下簡稱導(dǎo)航接收機(jī)),無冗余，其主要功能是接收導(dǎo)航衛(wèi)星信號，經(jīng)過下在大氣中子輻射影響下單粒子效應(yīng)故障率的計(jì)算過程與計(jì)算結(jié)果。計(jì)算過程如下。A.2輸入導(dǎo)航接收機(jī)單粒子效應(yīng)故障率計(jì)算需要的主要輸入信息如下。a)導(dǎo)航接收機(jī)器件清單。該設(shè)備使用的器件包括1個DSP、1個SRAM和2個SRAM型FPGA。參照附錄B.1典型值法，假設(shè)飛行航線為高度為12.2km,緯度為北緯45°。不考慮太陽極端c)指標(biāo)要求。A.3計(jì)算步驟A.3.1確定敏感器件清單依據(jù)輸入，通過參考表B.1常見器件大氣中子單粒析，獲得該導(dǎo)航接收機(jī)設(shè)備使用的1個DSP、1個SRAM和2個SRAM型FPGA的敏感器件清單。參照表B.2單粒子效應(yīng)敏感器件清單模板，填寫導(dǎo)航接收機(jī)單粒子效應(yīng)敏感器件清單信息，如表A.1所示。表A.1導(dǎo)航接收機(jī)單粒子效應(yīng)敏感器件清單序號設(shè)備功能板器件類型器件型號生產(chǎn)商器件數(shù)量工藝類型工藝參數(shù)總存儲容量bit資源利用率截面減緩措施因子截面減緩措施因子截面防護(hù)措施因子截面截面降額使用因子1導(dǎo)航接收機(jī)板1DSP12一l3板2FPGA14板3FPGA178GB/T41270.9—2022A.3.2計(jì)算中子輻射應(yīng)力f根據(jù)飛行航線，以及是否考慮太陽極端事件，見附錄B,計(jì)算大氣中子輻射應(yīng)力。計(jì)算方法包括典本案例不考慮太陽極端事件，采用C.1典型值法，即氣中子注量率典型值為6000/(cm2·h)。A.3.3確定SEE截面σ數(shù)據(jù)來源一：在設(shè)計(jì)初期，器件類型初步確定的前提下，可參考表D.1確定不同器件類型的單粒子效應(yīng)截面數(shù)據(jù)典型值。在導(dǎo)航接收機(jī)單粒子效應(yīng)敏感器件清單表B.1基礎(chǔ)上，填寫基于器件類型的單粒子效應(yīng)截面數(shù)據(jù)典型值，如表A.2所示。表A.2導(dǎo)航接收機(jī)單粒子效應(yīng)敏感器件清單(敏感器件截面：數(shù)據(jù)來源一)序號設(shè)備功能板器件類型器件型號生產(chǎn)商器件數(shù)量工藝類型/工藝參數(shù)SEFI總存儲容量bit資源利用率截面cm2/dev減緩措施因子截面cm2/dev減緩措施因子截面cm2/dev防護(hù)措施因子截面cm2/dev截面cm2/dev降額使用因子1導(dǎo)航接收機(jī)板1DSP12SRAM13FPGA11.30X10-4板3FPGA1—數(shù)據(jù)來源二：在研制階段，已知具體器件型號的情況下參考GB/T34956—2017,獲取相似器件工藝的單粒子效應(yīng)截面數(shù)據(jù)典型值。在導(dǎo)航接收機(jī)單粒子效應(yīng)敏感器件清單表A.1基礎(chǔ)上，填寫基于器件工藝類別和工藝參數(shù)的單粒子效應(yīng)截面數(shù)據(jù)典型值，如表A.3所示。表A.3導(dǎo)航接收機(jī)單粒子效應(yīng)敏感器件清單(敏感器件截面：數(shù)據(jù)來源二)序號設(shè)備功能板器件類型器件型號生產(chǎn)商器件數(shù)量工藝類型工藝參數(shù)總存儲容量bit資源利用率截面cm2/bit減緩措施因子截面cm2/dev減緩措施因子截面cm2/dev防護(hù)措施因子截面cm2/dey截面cm2/dev降額使用因子導(dǎo)航接收機(jī)板1DSP8388608一一2.581×10-?2SRAM1,956×10-?—8.611×10-103板2FPGA1339096645.453×10-104板3FPGA1339096645.453×10-109GB/T41270.9—2022數(shù)據(jù)來源三：根據(jù)廠家提供的器件數(shù)據(jù)表(datasheet)獲取單粒子效應(yīng)截面；或開展地面模擬單粒子效應(yīng)試驗(yàn)，獲得截面數(shù)據(jù)。功能板1的DSP和SRAM器件截面數(shù)據(jù)來自14MeV單能中子源的器件單粒子效應(yīng)試驗(yàn)結(jié)果，功能板2和3的FPGA器件截面數(shù)據(jù)來自廠家數(shù)據(jù)表。在導(dǎo)航接收機(jī)單粒子效應(yīng)敏感器件清單表A.1基礎(chǔ)上，填寫基于數(shù)據(jù)來源三的器件單粒子效應(yīng)截面數(shù)據(jù)。填寫結(jié)果如表A.4所示。表A.4導(dǎo)航接收機(jī)單粒子效應(yīng)敏感器件清單(敏感器件截面：數(shù)據(jù)來源三)序號設(shè)備功能板器件類型器件型號生產(chǎn)商器件數(shù)量工藝類型/工藝參數(shù)總存儲容量資源利用率截面減緩措施因子截面減緩措施因子截面防護(hù)措施因子截面截面降額使用因子導(dǎo)航接收機(jī)板10021003板2004板3100A.3.4確定降額因子II根據(jù)設(shè)備的功能應(yīng)用特征，確定每個敏感器件的資源利用率、單粒子效應(yīng)減緩/防護(hù)措施因子、設(shè)備單粒子效應(yīng)軟故障傳遞率等降額因子。以數(shù)據(jù)來源三為例，考慮了資源利用率、未采取單粒子翻轉(zhuǎn)減緩措施，SEU減緩措施因子宜取值1,填寫結(jié)果如表A.5所示。表A.5導(dǎo)航接收機(jī)單粒子效應(yīng)敏感器件清單(降額因子)序號設(shè)備功能板器件類型器件型號生產(chǎn)商器件數(shù)量工藝類型/工藝參數(shù)總存儲容量資源利用率截面減緩措施因子截面減緩措施因子截面防護(hù)措施因子截面截面降額使用因子導(dǎo)航接收機(jī)板1DSP183886081100211003板FPGA11004FPGA1100A.3.5計(jì)算總故障率根據(jù)第5章給出的計(jì)算方法，采用軟故障傳遞率推薦值1/52,分別計(jì)算導(dǎo)航接收機(jī)單粒子故障率。導(dǎo)航接收機(jī)單粒子效應(yīng)軟故障率、硬故障率與總故障率，計(jì)算結(jié)果如表A.6所示。GB/T41270.9—2022表A.6導(dǎo)航接收機(jī)單粒子故障率計(jì)算結(jié)果序號器件類型器件單粒子效應(yīng)截面器件單粒子效應(yīng)率設(shè)備單粒子效應(yīng)故障率cm2/bitcm2/devOsELcm2/devrSEU(次/h)rSEFI(次/h)rsEL(次/h)軟故障率硬故障率總故障率(次/h)(次/h)(次/h)(次/h)1DSP2.275×10-1001.145×10-3002.202×10-5002.202×10-2SRAM2.523×10-1002.857×10-3001.374×10-5001.374×10-53FPGA1.000×10-14002.035×10-3002.739×10-5002.739×10-54FPGA1.000×10-14002.035×10-3002.739×10-5002.739×10-5合計(jì)8.071×10-3009.053×10-5009.053×10-5A.4輸出輸出導(dǎo)航接收機(jī)單粒子效應(yīng)故障率計(jì)算結(jié)果報(bào)告。其中，導(dǎo)航接收機(jī)單粒子效應(yīng)故障率計(jì)算結(jié)果如下。導(dǎo)航接收機(jī)單粒子效應(yīng)總故障率為9.053×10-?次/h。b)單粒子效應(yīng)軟故障率導(dǎo)航接收機(jī)單粒子效應(yīng)軟故障率為9.053×10-?次/h。c)單粒子效應(yīng)硬故障率導(dǎo)航接收機(jī)單粒子效應(yīng)硬故障率為0次/h。A.5試驗(yàn)驗(yàn)證本案例開展了導(dǎo)航接收機(jī)設(shè)備14MeV單能中子源地面模擬驗(yàn)證試驗(yàn)，試驗(yàn)累計(jì)注量為1.011×109/cm2,監(jiān)測到了死機(jī)、無定位和定位超差等軟故障共28次。大氣中子輻射應(yīng)力取典型值6000/(cm2·h),得到導(dǎo)航接收機(jī)的單粒子效應(yīng)軟故障率為1.661×10-?次/h,硬故障率為0次/h。A.5.2計(jì)算結(jié)果與試驗(yàn)結(jié)果的誤差對比分析通過對比導(dǎo)航接收機(jī)單粒子效應(yīng)故障率計(jì)算結(jié)果(A.4)與14MeV單能中子源地面模擬試驗(yàn)結(jié)果(A.5.1),驗(yàn)證了計(jì)算結(jié)果與試驗(yàn)結(jié)果的對比誤差在50%范圍以內(nèi)。導(dǎo)航接收機(jī)單粒子效應(yīng)故障率誤差對比分析如表A.7所示。表A.7導(dǎo)航接收機(jī)單粒子效應(yīng)故障率誤差對比分析故障率故障率計(jì)算值故障率試驗(yàn)值相對誤差軟故障率/(次/h)9.053×10-5—45.5%硬故障率/(次/h)000總故障率/(次/h)9.053×10-5—45.5%GB/T41270.9—2022(資料性)B.1常見器件大氣中子單粒子效應(yīng)敏感特性表B.1給出了常見器件的大氣中子單粒子效應(yīng)敏感特性。表B.1常見器件大氣中子單粒子效應(yīng)敏感特性常見器件分類敏感特性器件類型工藝器件類別功能MBU/MCU集成電路BiCMOS數(shù)字√—√√√√√√√√FlashMemory———√微處理器/微控制器√√√混合ADC√√√√信號√√√√線性—√雙極數(shù)字√√線性√√光電器件光耦√— √APS(CMOS)√√√高壓器件(通常工作電壓大于N—通道功率MOSFET√√——P—通道MOSFET√√雙極功率晶體管√二極管√SOI工藝除外。GB/T41270.9—2022B.2航空電子設(shè)備單粒子效應(yīng)敏感器件清單模板表B.2給出了航空電子設(shè)備單粒子效應(yīng)敏感器件清單模板。表B.2航空電子設(shè)備單粒子效應(yīng)敏感器件清單模板序號設(shè)備功能板器件類型器件型號生產(chǎn)商器件數(shù)量工藝類型工藝參數(shù)SEFI總存儲容量bit資源利用率截面或減緩措施因子截面cm2/dev減緩措施因子截面cm2/dev防護(hù)措施因子截面cm2/dev截面cm2/dev降額使用因子 一———GB/T41270.9—2022(資料性)大氣中子輻射應(yīng)力計(jì)算方法C.1典型值法高度12.2km,北緯45°,能量10MeV以上的大氣中子注量率典型值為6000/(cm2·h)。C.2平均值法計(jì)算飛行任務(wù)期間大氣中子累積注量如公式(C.1)所示。Fluencet1tflux(x(t),y(t),z(t))——t——飛行任務(wù)累積大氣中子注量，單位為每平方厘米(/cm2);——任務(wù)開始時刻；——任務(wù)期間的某時刻；時刻，經(jīng)度x、緯度y,高度z坐標(biāo)點(diǎn)的大氣中子注量率，單位為每平方厘米小時[/(cm2·h)];Xy之平均注量率等于累積注量除以任務(wù)持續(xù)時間，如公式(C.2)所示。f——大氣中子輻射平均注量率，單位為每平方厘米小時[/(cm2·h)]。C.3坐標(biāo)點(diǎn)法飛行航線中某坐標(biāo)點(diǎn)經(jīng)度x、緯度y、高度≈處的大氣中子輻射注量率，可參照Boeing模型、NASA模型(見GB/T34956—2017)及修正模型進(jìn)行計(jì)算。修正模型如公式(C.3)所示。式中：f——坐標(biāo)點(diǎn)處的大氣中子輻射注量率，單位為每平方厘米小時[/(cm2·h)];fo——高度12.2km,北緯45°,能量10MeV以上大氣中子輻射注量率的典型值6000/(cm2·h);Ae——高度12.2km,北緯45°時，器件閾值能量以上大氣中子注量率與10MeV以上大氣中子注量率的比值，Ae系數(shù)見表C.1;Axy——高度12.2km,不同截止剛度下大氣中子注量率與典型值的比值?？筛鶕?jù)坐標(biāo)點(diǎn)的經(jīng)緯度查表C.2、表C.3確定截止剛度，再根據(jù)截止剛度查表C.4獲取Axy系數(shù)；Az——北緯45°,不同高度的大氣中子注量率與典型值的比值，Az系數(shù)見表C.5。GB/T41270.9—2022選取任務(wù)期間大氣中子注量率的峰值。C.5極端值法太陽極端事件期間，大氣中子注量率會劇烈增加。例如：1956年2月的太陽耀斑，在12km,截止序號器件工藝參數(shù)/nm能量閾值/MeVAe系數(shù)1213243556400緯度/東經(jīng)/(°)00.010.010.010.010.010.010.010.010.010.010.010.010.010.010.010.020.020.030.030.030.030.030.030.030.020.020.030.040.060.070.080.090.090.100.100.090.090.070.060.090.130.150.170.190.180.210.230.210.220.220.200.170.240.320.380.410.430.430.460.480.510.540.520.510.420.590.680.740.830.840.870.910.970.912.012.252.352.392.492.592.712.792.982.744.184.324.534.904.764.534.184.916.066.416.706.706.288.238.658.929.369.779.618.809.769.749.959.43GB/T41270.9—2022緯度/東經(jīng)/()050緯度/東經(jīng)/(°)GB/T41270.9—2022緯度/東經(jīng)/()50GB/T41270.9—2022表C.4給出了不同地磁截止剛度的大氣中子注量率與典型值的比值A(chǔ)xy。表C.4地磁截止剛度與Axy系數(shù)對應(yīng)表截止剛度Axy截止剛度Axy截止剛度Axy截止剛度Axy0.002.208.380.460.270.012.308.990.420.260.022.329.230.400.260.032.409.560.390.260.052.569.570.390.260.062.739.660.390.260.082.750.370.260.092.850.350.260.130.340.260.140.340.250.170.340.250.190.330.250.200.960.320.250.240.920.330.250.250.930.320.250.274.180.860.320.240.284.280.830.320.240.364.300.860.310.240.384.330.830.310.240.424.550.800.310.240.524.710.790.300.240.554.900.750.290.230.680.750.290.230.740.700.290.220.780.690.290.200.790.670.290.850.650.290.896.040.630.280.936.100.630.280.996.630.570.286.780.560.286.860.560.280.530.28——0.550.280.510.27—0.510.270.490.270.470.272.198.030.470.27GB/T41270.9—2022表C.5給出了不同海拔高度對應(yīng)的Az系數(shù)。序號高度/mAz系數(shù)1243802228603213404567890.970.6891400.430.2761000.1545700.090.080.050.0100.00GB/T41270.9—2022(資料性)根據(jù)GB/T34956—2017數(shù)據(jù)分析結(jié)果，表D.1給出了基于器件類型的單粒子效應(yīng)截面數(shù)據(jù)典器件類型SEFI/(cm2/dev)SET/(cm2/dev)SEL*/(cm2/dev)SEB/(cm2/dev)—反熔絲FPGAMLCNANDFlashFlash型FPGASLCNANDFlash光耦運(yùn)放線性器件 AD/DA脈寬調(diào)制器MOSFET、IGBT4.8E-7(>300V)dSOI工藝器件SEL免疫。b工作電壓小于300V時不考慮SEB效應(yīng)。SEU效應(yīng)截面宜使用表中的每bit截面數(shù)據(jù)；在未知器件存儲容量時，可使用每器件的SEU效應(yīng)截面。d高壓器件截面試驗(yàn)數(shù)據(jù)來自GB/T34956—2017中圖G.8。GB/T41270.9—2022[1]IEC62396-1Processmanagementforavionics—Atmosphericradiationeffects—PaAccommodationofatmosphericradiationeffectsviasingleeventeffectswithinavionics[2]IEC62396-2Processmanagementforavionics—Atmosphericradiationeffects—Part2:Guidelinesforsingleeventeffectstestingforavionicssystems[3]IEC62396-3Processmanagementforavionics—Atmosphericradiationeffects—Part3:Systemdesignoptimizationtoaccommodatethesingleeventeffects(SEE)ofatmosphericradiation[4]IEC62396-4Processmanagementforavionics—Atmosphericradiationeffects—Part4:Designofhighvoltageaircraftelectronicsmanagingpotentialsingleeventeffects[5]IEC62396-5Processmanagementforavionics—Atmosphericradiationeffects—Part5:Assessmentofthermalneutronfluxesandsingleeventeffectsinavionicssystems[6]IEC62396-6Processmanagementforavionics—Atmosphericradiationeffects—Part6:Extremespaceweatherandpotentialimpactontheavionicselectronics[7]IEC62396-7Processmanagementforavionics—Atmosphericradiationeffects—Part7:ManagementofSEEanalysisprocessinavionicsdesign[8]IEC62396-8Processmanagementforavionics—Atmosphericradiationeffects—Part8:Assessmentofproton,electron,pion,muonfluxesandsingleeventeffectsinavionicsystems[9]JESD89AMeasurementandReportingofAlphaParticleandTerrestrialCosmicRay—In-[10]ECSS-E-ST-10-12C-2008Spaceengineering—Methodsforthecalculationofradiationre-[11]DOT/FAA/TC-15/62February2016SingleEventEffectsMitigationTechniquesRe-port,U.S.DepartmentofTransportation,FederalAviationAdministration[12]QunyongWangetal.,AMethodofSpace