| Titre : |
Study and design of a single-event effects test setup for SSD memories in heavy ions. |
| Type de document : |
Travail de fin d'études |
| Auteurs : |
Evrard D'OULTREMONT, Auteur ; François SOTTIAUX, ; Quentin DELHAYE, |
| Editeur : |
ECAM |
| Année de publication : |
2025 |
| Langues : |
Anglais (eng) |
| Index. décimale : |
TFE - Electronique |
| Résumé : |
With the aim of democratizing access to space and reducing the cost of space missions, Aerospacelab
uses commercial-off-the-shelf (COTS) automotive- or military-grade electronic components in
its satellites, instead of certified, radiation hardened components that cost 10 to 100 times more,
are often lagging behind the latest technologies, and more difficult to source. As COTS components
are not certified for an environment as intense in radiation as space, they have to be
tested and qualified by the company to quantify their robustness. Radiation in space takes multiple
forms: displacement damage dose (DDD), total ionizing dose (TID), and single-event effects
(SEEs).
Aerospacelab already tests simple integrated circuits in single-event effects using the Heavy
Ion Facility of the Louvain-la-Neuve Cyclotron: clocks, signal generators, DC-DC converters,
transceivers, PWM controllers, etc. These ICs are tested using a generic test setup that does not
allow the testing of more complex or specialized components. Aerospacelab would like to test
more complex components, such as SSD, DRAM and eMMC memories, which require the creation
of new, dedicated test setups.
This work focuses on the mechanisms of single-event effects on solid state drives and studies
the development of a dedicated test setup for SSDs. This setup, integrated with the existing
Aerospacelab test hardware, custom PCBs and a FPGA, allows the quantifying of errors on solid
state drives using specific testing protocols. Future tests in heavy ions using this setup will provide
crucial information on the limitations of these components in flight.
Dans le but de démocratiser l’accès à l’espace et de réduire le coût des missions spatiales, Aerospacelab
utilise dans ses satellites des composants électroniques commerciaux (COTS) aux normes automobiles ou
militaires au lieu de composants certifiés et résistants en radiations qui coûtent 10 à 100 fois plus cher, souffrent
souvent de retard par rapport aux dernières technologies et sont plus difficiles à se procurer. N’étant
pas certifiés pour un environnement aussi intense en radiations que l’espace, les composants COTS doivent
être testés et qualifiés par l’entreprise pour quantifier leur robustesse. Dans l’espace, les rayonnements
prennent plusieurs formes : dose de déplacement (DDD), dose absorbée (TID) et single-event effects (SEE).
Aerospacelab teste déjà des circuits intégrés simples en single-event effects en utilisant la ligne d’ions
lourds du Cyclotron de Louvain-la-Neuve : horloges, générateurs de signaux, convertisseurs DC-DC,
émetteurs-récepteurs, contrôleurs PWM, etc. Ces circuits intégrés sont testés à l’aide d’une configuration
de test générique qui ne permet pas de tester des composants plus complexes ou spécialisés. Aerospacelab
souhaite tester des composants plus complexes, tels que des mémoires SSD, DRAM et eMMC, qui nécessitent
la création de nouveaux dispositifs de test dédiés.
Ce travail se concentre sur les effets des single-event effects sur les mémoires SSD et étudie le développement
d’un setup de test dédié pour SSD. Ce dispositif, intégré au matériel d’essai existant d’Aerospacelab,
des PCB sur mesure et un FPGA, permet de quantifier les erreurs sur les mémoires SSD à l’aide de protocoles
d’essai spécifiques. Les futures campagnes de test en ions lourds utilisant ce setup fourniront des
informations cruciales sur les limites de ces composants en vol. |
Study and design of a single-event effects test setup for SSD memories in heavy ions. [Travail de fin d'études] / Evrard D'OULTREMONT, Auteur ; François SOTTIAUX, ; Quentin DELHAYE, . - ECAM, 2025. Langues : Anglais ( eng)
| Index. décimale : |
TFE - Electronique |
| Résumé : |
With the aim of democratizing access to space and reducing the cost of space missions, Aerospacelab
uses commercial-off-the-shelf (COTS) automotive- or military-grade electronic components in
its satellites, instead of certified, radiation hardened components that cost 10 to 100 times more,
are often lagging behind the latest technologies, and more difficult to source. As COTS components
are not certified for an environment as intense in radiation as space, they have to be
tested and qualified by the company to quantify their robustness. Radiation in space takes multiple
forms: displacement damage dose (DDD), total ionizing dose (TID), and single-event effects
(SEEs).
Aerospacelab already tests simple integrated circuits in single-event effects using the Heavy
Ion Facility of the Louvain-la-Neuve Cyclotron: clocks, signal generators, DC-DC converters,
transceivers, PWM controllers, etc. These ICs are tested using a generic test setup that does not
allow the testing of more complex or specialized components. Aerospacelab would like to test
more complex components, such as SSD, DRAM and eMMC memories, which require the creation
of new, dedicated test setups.
This work focuses on the mechanisms of single-event effects on solid state drives and studies
the development of a dedicated test setup for SSDs. This setup, integrated with the existing
Aerospacelab test hardware, custom PCBs and a FPGA, allows the quantifying of errors on solid
state drives using specific testing protocols. Future tests in heavy ions using this setup will provide
crucial information on the limitations of these components in flight.
Dans le but de démocratiser l’accès à l’espace et de réduire le coût des missions spatiales, Aerospacelab
utilise dans ses satellites des composants électroniques commerciaux (COTS) aux normes automobiles ou
militaires au lieu de composants certifiés et résistants en radiations qui coûtent 10 à 100 fois plus cher, souffrent
souvent de retard par rapport aux dernières technologies et sont plus difficiles à se procurer. N’étant
pas certifiés pour un environnement aussi intense en radiations que l’espace, les composants COTS doivent
être testés et qualifiés par l’entreprise pour quantifier leur robustesse. Dans l’espace, les rayonnements
prennent plusieurs formes : dose de déplacement (DDD), dose absorbée (TID) et single-event effects (SEE).
Aerospacelab teste déjà des circuits intégrés simples en single-event effects en utilisant la ligne d’ions
lourds du Cyclotron de Louvain-la-Neuve : horloges, générateurs de signaux, convertisseurs DC-DC,
émetteurs-récepteurs, contrôleurs PWM, etc. Ces circuits intégrés sont testés à l’aide d’une configuration
de test générique qui ne permet pas de tester des composants plus complexes ou spécialisés. Aerospacelab
souhaite tester des composants plus complexes, tels que des mémoires SSD, DRAM et eMMC, qui nécessitent
la création de nouveaux dispositifs de test dédiés.
Ce travail se concentre sur les effets des single-event effects sur les mémoires SSD et étudie le développement
d’un setup de test dédié pour SSD. Ce dispositif, intégré au matériel d’essai existant d’Aerospacelab,
des PCB sur mesure et un FPGA, permet de quantifier les erreurs sur les mémoires SSD à l’aide de protocoles
d’essai spécifiques. Les futures campagnes de test en ions lourds utilisant ce setup fourniront des
informations cruciales sur les limites de ces composants en vol. |
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