Yksittäistapahtumavaikutukset

Yksittäistapahtumavaikutukset (SEE) ovat elektronisissa laitteissa ilmenviä virheitä tai häiriöitä, jotka syntyvät yhdestä ionisoivan hiukkasen vuorovaikutuksesta laitteen rakenteessa. Tavanomaisia lähteitä ovat kosmisen säteilyn hiukkaset, aurinkokennot sekä korkeaenergiset protonit ja α-hiukkaset. SEE ovat erityisen merkittäviä säteilyä vuorovaikuttavien laitteiden ja mikropiirien, kuten muistien ja ohjelmoitavien logiikoiden, suunnittelussa ja käytössä avaruus- ja korkean lentokorkeuden sovelluksissa.

Yleisimmät SEE-tyypit ovat SEU (single event upset), jolloin yhden bittimuutos tai looginen virhe tapahtuu muistissa tai logiikassa; SET (single event transient), jolloin tilapäinen sähköinen piikki vaikuttaa laitteen ulostuloihin ilman pysyviä muutoksia; SEL (single event latch-up), joka voi sytyttää laitteen sisäisen latchin johtavuuden lisäämällä ja aiheuttaa mahdollisen tuhoutumisen ilman asianmukaista suojelua; sekä SEB (single event burn-out), jossa komponentti voi kärventyä, erityisesti teho-osissa. Näiden vaikutukset voivat heikentää järjestelmän luotettavuutta tai aiheuttaa systeemihäiriöitä.

Mittaus ja arviointi perustuvat SEE-kross-sektion mittauksiin sekä LET-arvoihin (linear energy transfer). Laboratoriot suorittavat raskas-ioneja ja protonitestauksia, joiden tuloksia käytetään laitteen rad-hardening-päätösten taustalla. Riskinarviointi ja elinikäarviot hyödyntävät malleja kuten laskevat SEP-tapahtumien todennäköisyyksiä sekä laitteiden herkkyyskertoimia.

Ehkäisy ja vähentäminen tapahtuvat suunnittelussa ja käytännössä: rad-hard- komponenttien valinta tai muokkaus, virheiden havaitseminen ja korjaaminen (ECC), kolmen modulaarisuuden (TMR) käyttö, scrubbing-menettelyt sekä ohjelmallinen virheiden korrigointi. Suojausta voidaan lisätä myös fyysisellä suojuksella ja hyvällä piirilevyarkkitehtuurilla. SEE ovat keskeinen huolenaihe avaruuslaitteiden, ilmailun ja kriittisten järjestelmien redundanssi- ja luotettavuusstrategioissa.