基于失效率的空间辐射环境可靠性定量控制方法
【专利摘要】本发明涉及电子系统空间辐射环境的可靠性【技术领域】，特别涉及基于失效率的空间辐射环境可靠性定量控制方法，包括以下步骤：S1.计算得出空间辐射环境可靠性指标要求λSRE；S2.计算得出空间辐射环境可靠性预计值λ'SRE；S3.预计值不满足指标要求，通过计算公式获得所达到的定量防护失效率ΔλSRE，所述计算公式如下：ΔλSRE=λ'SRE-λSRE；S4.根据定量防护失效率ΔλSRE的计算公式，并调整防护措施参数，直至可靠性预计值满足空间辐射环境可靠性指标要求。本发明便于将航空/航天电子系统空间辐射环境可靠性纳入传统可靠性管理体系；可在任务设计初期可靠性指标要求、抗辐射能力预计值及定量防护措施，有利于节约成本；并保证指标的制定、可靠性预计及防护设计效果计算科学可信，便于指导工程设计。
【专利说明】基于失效率的空间辐射环境可靠性定量控制方法
【技术领域】
[0001] 本发明涉及空间辐射环境的可靠性预防领域，特别涉及一种基于失效率的空间辐 射环境可靠性定量控制方法。
【背景技术】
[0002] 航空/航天系统在空间任务轨道的空间环境影响下，会诱发航空/航天系统产生 充放电效应、单粒子效应、总剂量效应、位移损伤效应四种损伤效应，导致航空/航天系统 发生故障。但是，目前国内还没有与传统可靠性指标失效率λ相关联的空间辐射可靠性指 标要求λ SKE。因此，建立一套基于失效率λ的空间辐射可靠性算法体系才可以将空间辐射 环境纳入传统可靠性的设计、生产、试验、分析及管理过程中，进而保证航空/航天系统空 间环境可靠性不影响系统可靠性。
[0003] 目前评价器件抗辐射效应能力均是以本征失效特征参数来表示，如评价某器件抗 总剂量效应的能力是以耐计量多少来表征，某器件抗单粒子效应的能力是以阈值级截面来 表征，这些本征失效特征参数未与系统可靠性指标参数失效率λ关联，传统系统可靠性的 分配和精确预计中没有包括空间辐射效应的影响，空间应用工程中缺乏单粒子效应、总剂 量效应、位移损伤效应等相关的可靠性指标，导致现行的卫星系统可靠性管理未真正评估 空间辐射效应风险。
[0004] 为了解决以上问题，本发明做了有益改进。
【发明内容】
[0005] (一）要解决的技术问题
[0006] 本发明的目的是提供一套以失效率为核心的空间辐射环境可靠性定量控制方法， 从而可准确控制航空/航天系统的空间辐射环境的可靠性。
[0007] (二）技术方案
[0008] 本发明是通过以下技术方案实现的：一种基于失效率的空间辐射环境可靠性定量 控制方法，包括以下步骤：
[0009] S1.计算得出空间辐射环境可靠性指标要求λ SRE ;
[0010] S2.计算得出空间辐射环境可靠性预计值λ ' SRE ;
[0011] S3.对比所述空间辐射环境可靠性指标要求λΜΕ与可靠性预计值λ\ΚΕ，预计 值不满足指标要求，通过计算公式获得需要采用防护措施后所达到的定量防护失效率 Λ ASRE，所述计算公式如下：
[0012] Α λ SRE- λ SRE_ 入 SRE
[0013] S4.根据定量防护失效率Λ λ SKE的计算公式，结合空间辐射环境损伤效应的具体 防护措施指标失效率λ SKE计算方法，确定空间辐射环境的防护措施参数，并调整所述防护 措施参数，直至所述空间辐射环境可靠性预计值满足所述空间辐射环境可靠性指标要求。
[0014] 其中，所述步骤1的空间辐射环境可靠性指标要求λ SKE计算公式如下：
[0015]
【权利要求】
1. 一种基于失效率的空间辐射环境可靠性定量控制方法，其特征在于，包括以下步 骤：
51. 计算得出空间辐射环境可靠性指标要求λSKE;
52. 计算得出空间辐射环境可靠性预计值λ\ΚΕ;
53. 对比所述空间辐射环境可靠性指标要求λ SKE与可靠性预计值λ'SKE，预计值不满 足指标要求，通过计算公式获得需要采用防护措施后所达到的定量防护失效率Λ ，所 述计算公式如下：
54. 根据定量防护失效率△ λ SKE的计算公式，结合空间辐射环境损伤效应的具体防护 措施指标失效率λ SKE计算方法，确定空间辐射环境的防护措施参数，并调整所述防护措施 参数，直至所述空间辐射环境可靠性预计值满足所述空间辐射环境可靠性指标要求。
2. 根据权利要求1所述的基于失效率的空间辐射环境可靠性定量控制方法，其特征在 于，所述步骤1的空间辐射环境可靠性指标要求λ SKE计算公式如下：
其中，λ为航空/航天电子系统失效率。
3. 根据权利要求1所述的基于失效率的空间辐射环境可靠性定量控制方法，其特征在 于，所述步骤S2中，系统空间辐射环境可靠性预计值是由其组成单元的空间辐射环境可靠 性预计值计算得出；如果航空/航天系统由多个单元串联组成，则该航空/航天系统空间辐 射环境可靠性预计失效率λ 'SKE的计算公式为：
其中，λ'^为系统的空间辐射可靠性预计结果，λ'3^为组成系统的第i个单元的 空间辐射可靠性，i为自然数。
4. 根据权利要求3所述的基于失效率的空间辐射环境可靠性定量控制方法，其特征在 于，所述步骤S2中，其中一个单元的空间辐射环境可靠性预计值是由其组成子单元的空间 辐射环境可靠性预计值计算而来；如果第i个单元由m个敏感器件串联组成，则该单元的空 间辐射环境可靠性预计失效率λ 'SKE的计算公式为：
其中，λ'3^为系统的空间辐射可靠性预计结果，λ'为组成系统的第j个敏感器 件的空间辐射可靠性，m、j为自然数。
5. 根据权利要求1所述的基于失效率的空间辐射环境可靠性定量控制方法，其特征 在于，如果步骤S4中，所述空间辐射环境效应为单粒子效应，所述步骤S4具体包括以下步 骤： S41.针对航天器器件级的单粒子翻转效应SEU，应用以下计算公式得出防护措施指标 为：
其中，λ (t)d_EDA。为航天器器件采取检错纠错防护措施指标失效率； N为航天器器件存储字节容量； X为航天器器件有效存储数据bit容量； 入sibu为航天器器件中每bit位产生的单粒子翻转率； S42.调整单粒子效应的防护措施参数计算获得λ (t)d_EDA。，使空间辐射环境可靠性预 计值满足所述空间辐射环境可靠性指标要求，依此确定所述防护措施参数范围，并给出防 护措施建议。
【文档编号】G06F19/00GK104143036SQ201310172838
【公开日】2014年11月12日 申请日期:2013年5月10日 优先权日:2013年5月10日
【发明者】王群勇 申请人:北京圣涛平试验工程技术研究院有限责任公司