放射線は、半導体デバイス中のラッチ状態やメモリ・セルに予期せぬ結果を引き起こす可能性があります。この現象はSingle Event Upset (SEU)と呼ばれます。
半導体デバイスにおいては、2種類の放射線がSEUを引き起こす原因とされており、アルファ粒子放射線と宇宙線放射線です。過去20年にわたって多数の研究が行われ、多くの解決策によりアルファ粒子の現象を最小限に抑えることが可能になりました。宇宙線による大気中の中性子は防止が困難であり、SEUの主な原因として現在も残されています。
以下を含めて、宇宙線放射線の影響に関しては、アルテラのFPGAにおいて実験を行い以下の点が明らかになりました。
- SEUはアルテラ のFPGAにおいてラッチアップを引き起こすことはありません
- SEUは最大で1から2ビットの障害を引き起こす可能性があります
- 最大規模のFPGA デバイス(2)に対して95年間以上のMTBF(1)
宇宙線放射線の影響に関する研究は、多くの産業リーダーによって活発に行われています。それによってTMR(Triple Module Redundancy)やCRC(Cyclic Redundancy Code)といった個々の対策が、様々なコストで実現可能です。TMRはコストが高く、FPGAのデザイン性能を低下させてしまいます。CRCは動作中にエラーを検知できますが、一般的に余分な追加ロジックが必要となりデザインが複雑になります。
アルテラは業界で初めてCRC自動チェック機能を導入し、その他のCRCソリューションで要求される余分な追加ロジックやデザインにおける複雑さを除去しました。Stratix®、Stratix II、Stratix GX、Cyclone®、およびCyclone II デバイスにおいては、内蔵された専用回路によって継続的かつ自動的にCRCをチェックすることができ、追加費用も発生しません。設計者はQuartus® II ソフトウェアを使ってCRCチェッカーを簡単に設定することが出来ます。Stratix II と Cyclone II デバイスで使用される新しいQuartus IIソフトウェアによる設計およびレイアウト技術は、SEUエラーが起こる確率を低減します。FPGA設計者はいつでもこの追加機能による利点を得ることが可能であり、放射線による予期せぬ影響を大幅に除去することができます。
