Single event upset para niños
Un Single Event Upset (SEU) es un cambio temporal en el estado de un dispositivo electrónico. Imagina que una partícula muy pequeña, como un ion o un electrón, golpea una parte sensible de un aparato electrónico. Esto puede ser en un microprocesador, una memoria o un transistor.
Cuando esta partícula golpea, crea una pequeña carga eléctrica. Esta carga puede cambiar la información que el dispositivo está procesando o almacenando. Por ejemplo, puede cambiar un "bit" de memoria de 0 a 1 o viceversa. Este error en la información o en el funcionamiento se llama SEU o "error suave".
Lo importante es que un SEU no daña el dispositivo de forma permanente. Es diferente de otros problemas causados por partículas, como el "latchup" o la "ruptura de puerta", que sí pueden causar daños duraderos. Todos estos efectos son parte de una categoría más grande llamada "efectos de evento único" (SEE).
Contenido
¿Cómo se descubrieron los SEU?
Los primeros SEU se observaron entre 1954 y 1957. Esto ocurrió durante pruebas en las que se notaron muchos fallos en equipos electrónicos de monitoreo.
Más tarde, en la década de 1960, se vieron problemas similares en la electrónica de los satélites en el espacio. Era difícil saber si eran SEU u otras interferencias.
En 1972, un satélite tuvo un problema: perdió comunicación por 96 segundos y luego la recuperó. Tres científicos, el Dr. Edward C. Smith, Al Holman y el Dr. Dan Binder, explicaron que fue un SEU. Publicaron el primer estudio sobre SEU en 1973.
En 1978, se descubrió que las partículas alfa en los materiales de los chips también podían causar estos errores. En 1979, James Ziegler de IBM y W. Lanford de Yale explicaron cómo los rayos cósmicos podían causar SEU en la electrónica, incluso a nivel del mar.
¿Qué causa los SEU?
Los SEU pueden ocurrir en la Tierra o en el espacio.
SEU en la Tierra
En la Tierra, los SEU ocurren cuando las partículas cósmicas chocan con los átomos de nuestra atmósfera. Estas colisiones crean una "lluvia" de neutrones y protones. Estas partículas pueden luego interactuar con los circuitos electrónicos, especialmente en los dispositivos más pequeños.
SEU en el espacio
En el espacio, hay muchas partículas ionizantes de alta energía. Estas son parte de los rayos cósmicos galácticos. También hay partículas solares y protones atrapados en los Cinturones de Van Allen de la Tierra.
La energía de estas partículas en el espacio es tan alta que proteger las naves espaciales con más blindaje no siempre ayuda a evitar los SEU.
SEU en vuelos y chips
Los neutrones que se forman en la atmósfera por los rayos cósmicos también pueden causar SEU. Esto puede pasar en aviones que vuelan a gran altura o cerca de los polos.
Además, algunos elementos radiactivos que se encuentran en pequeñas cantidades en los paquetes de los chips también pueden provocar SEU.
¿Cómo se prueba la sensibilidad a los SEU?
Para saber qué tan sensible es un dispositivo a los SEU, se puede probar de varias maneras:
- Con aceleradores de partículas: Se coloca un dispositivo de prueba en un ciclotrón o un acelerador de partículas. Esto permite simular el impacto de las partículas y ver cómo reacciona el dispositivo. Es útil para predecir errores en el espacio.
- Con fuentes de radiación: Se puede usar una cámara especial con una fuente de radiación conocida, como el Cesio-137.
- Probando microprocesadores: Cuando se prueban microprocesadores, se usa un software especial. Este software ayuda a identificar qué partes del microprocesador se vieron afectadas cuando ocurrió un SEU.
SEU y el diseño de circuitos
Los SEU, por definición, no causan daños permanentes. Sin embargo, en ciertas condiciones, un SEU puede activar un problema llamado "latchup". Esto es como un cortocircuito temporal que puede dañar el dispositivo si no hay medidas de protección. La mayoría de los fabricantes diseñan sus productos para evitar el "latchup" y los prueban. Para evitarlo en el espacio, a veces se usan materiales especiales como el silicio sobre aislante (SOI).
En los circuitos, un evento único puede causar pulsos de voltaje temporales. A esto se le llama "transitorios de evento único" (SET). Si un SET se propaga y causa que un circuito digital guarde un valor incorrecto, entonces se considera un SEU.
En los microprocesadores que se usan en el espacio, las memorias caché son muy vulnerables. Esto se debe a que son muy pequeñas y rápidas. A veces, estas memorias se desactivan para que el procesador pueda sobrevivir a los SEU. Otra parte vulnerable es la memoria RAM. Para protegerla, se usa una memoria de corrección de errores. Esta memoria puede detectar y corregir errores antes de que causen problemas mayores.
Véase también
En inglés: Single-event upset Facts for Kids
- Resistencia a radiación
- Rayos cósmicos
- Bit de paridad
