Multi-context scrubbing for radiation-hardened optoelectronic devices with 1 Grad TID tolerance

2023 Fiscal Year Final Research Report

• Project/Area Number: 21H03407
• Research Category: Grant-in-Aid for Scientific Research (B)
• Allocation Type: Single-year Grants
• Section: 一般
• Review Section: Basic Section 60040:Computer system-related
• Research Institution: Okayama University
• Principal Investigator: Watanabe Minoru 岡山大学, 環境生命自然科学学域, 教授 (30325576)
• Project Period (FY): 2021-04-01 – 2024-03-31
• Keywords: プログラマブルデバイス / FPGA / スクラビング / 光再構成型ゲートアレイ / ホログラムメモリ

Outline of Final Research Achievements

Currently available radiation-hardened very large scale integrations (VLSIs) are vulnerable to radiation. Therefore, we have realized a radiation-hardened optoelectronic VLSI by introducing a holographic memory. The optoelectronic VLSI can allow a part of its VLSI to be broken by radiation so that the total-ionizing-dose tolerance could be increased. However, in the radiation-hardened optoelectronic VLSI, permanent failures happen frequently while it operates as well as soft-errors. Therefore, this research has successfully demonstrated a new multi-context scrubbing method to treat both of permanent failures and soft-errors.

Free Research Field

光工学、集積回路工学、 計算機工学、 電子デバイス

Academic Significance and Societal Importance of the Research Achievements

研究代表は世界で初めて1Gradのトータルドーズ耐性を有する耐放射線光電子FPGAを提案し、開発に成功した。本研究では、この耐放射線光電子FPGAに適用する世界初のマルチコンテキストスクラビングの実証試験に取り組んだ。このマルチコンテキストスクラビングを耐放射線光電子FPGAに適用することにより、リアルタイムシステムが耐放射線光電子FPGA上に実装可能になり、原子炉や廃炉現場で使用するロボットや、ロケット、探査機、衛星等の宇宙システムへの応用に道が開かれた。