通过Raspberry Pi Zero W中冗余的辐射硬度保证 通过总电离剂量60Co测试用于航天器应用的计算指标
Samuel C Hanson1, Robert B Hayes
1NC State University, Burlington Engineering Laboratories, 2500 Stinson Drive, Raleigh, NC 27607.
Health physics
|April 22, 2025
概括
商业Raspberry Pi板显示潜在的辐射耐受性高达500 Gy(Si) 总电离剂量 (TID). 虽然内存和I / O保持稳定,但CPU性能略有下降,SD卡是显著的弱点.
科学领域:
- 电子工程 电子工程
- 辐射影响科学 辐射影响科学
背景情况:
- 商用现成电子产品 (COTS) 越来越多地用于辐射环境.
- 了解像Raspberry Pi这样的COTS组件的辐射硬度对于可靠的系统设计至关重要.
研究的目的:
- 为了评估商业Raspberry Pi电脑板上的总电离剂量 (TID) 影响.
- 确定辐射耐受性极限,并确定潜在的故障机制.
主要方法:
- 使用60Co马射线源进行正式的TID测试.
- 在照射过程中连续偏向运行,电压监测和实时计算测试.
- 暴露于大约2.61mGy (Si) /s的剂量速率.
主要成果:
- 树Pi板显示了接近500 Gy的潜在耐受剂量.
- 没有观察到内存,电压轨道或输入/输出 (I/O) 功能的显著退化.
- CPU性能显示,随着累积剂量的增加,偏差可能性略有增加.
- 安全数字 (SD) 卡成为关键组件的弱点.
结论:
- 树Pi板对TID具有相当大的辐射耐受性,这表明它适用于某些暴露于辐射的应用.
- 冗余和现场屏蔽策略可以减轻观察到的弱点,特别是SD卡可靠性.
- 对特定组件漏洞和缓解技术进行进一步调查是有必要的.
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