Design of a test platform for studying radiation effects on SPI FRAM and I² C CMOS non-volatile memories

Abstract

Electronic components are often exposed to external radiation that may interfere with their normal operation. This becomes particularly relevant for high-scale of integration parts and when said components are used in harsh environments such as in satellites and space ships, aviation, military applications or in heavy and automotive industries. Several design and construction techniques have been developed to overcome, or at least minimize, the impact of external factors on electronic components, so ESD (Electro-Static Discharge), EMI (Electro-Magnetic Interference) or RFI (Radio-Frequency Interference) protection is usually built-in into mission-critical electronic components like microcontrollers, FPGAs or memory chips. The Computer Architecture Department at FDI is carrying out the READAR-II project with the aim of developing techniques to improve the resistance of different types of components used in space missions. In particular, and as a first step, the study on semiconductor-based memories. This BSc. Thesis goal lies within the READAR-II research project objective and focuses on building a test platform to evaluate the radiation effects on non-volatile memories.

Los componentes electrónicos suelen estar expuestos a radiaciones externas que pueden interferir con su funcionamiento normal. Esto es particularmente relevante cuando componentes con alta escala de integración se utilizan en entornos hostiles, como en satélites y naves espaciales, aviación, aplicaciones militares, industria pesada o en la industria automotriz. Se han desarrollado varias técnicas de diseño y construcción para superar, o al menos minimizar, el impacto de los factores externos en los componentes electrónicos, por lo que la protección frente a ESD (Descarga Electroestática), EMI (Interferencia Electromagnética) o RFI (Interferencia de Radiofrecuencia) suele estar incorporada en los componentes electrónicos de misión crítica como los microcontroladores, dispositivos de lógica reconfigurable (FPGA) o chips de memoria. El departamento de Arquitectura de Computadores y Automática de la FDI está llevando a cabo el proyecto de investigación READAR-II1 con el objetivo de desarrollar técnicas para mejorar la resistencia de diferentes tipos de componentes utilizados en misiones espaciales, en particular y como primer paso, se realiza el estudio sobre memorias basadas en semiconductor. Este trabajo de fin de grado se engloba dentro del objetivo del proyecto READAR-II y se centra en la creación de una plataforma de pruebas que permita evaluar los efectos de la radiación sobre memorias no volátiles.