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Chip resistenti alle radiazioni, un progetto tutto italiano

L'Agenzia Spaziale Italiana ha avviato ufficialmente il finanziamento del progetto RAD-PROM per lo sviluppo di PROM rad-hard per applicazioni spazio, che è stato affidato all'azienda milanese RedCat Devices, specializzata nello sviluppo di convertitori di segnale analogico/digitale e digitale/analogico e di memorie, sia volatili che non volatili, per il settore aerospaziale e per applicazioni nell'ambito della fisica delle alte energie.

L'ASI, tramite il PM del progetto Luca Fasano, spiega sul suo sito che lo scopo di questo nuovo progetto è realizzare un'innovativa cella di memoria non-volatile di tipo AntiFuse capace di resistere alle radiazioni ionizzanti, impiegando tecnologie utilizzate per la produzione di circuiti integrati standard di tipo CMOS (Complementary Metal-Oxide-Semiconductor) disponibili sul mercato.

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È noto ormai da tempo che i circuiti elettronici che vengono caricati a bordo di sonde e satelliti devono resistere al bombardamento di radiazioni spaziali se si vuole che i mezzi restino nello Spazio a lungo senza malfunzionamenti. In passato sono stati usati chip ampiamente rodati e/o sofisticate tecniche di schermatura, come quella con titanio, tantalio e tungsteno per la camera antiradiazioni della sonda NASA Juno.

Cristiano Calligaro, CEO di RedCat Devices, ci ha spiegato che l'approccio della sua azienda è differente: i chip stessi devono resistere alle radiazioni. "Si tratta dello sviluppo di una tecnologia per realizzare memorie non volatili per applicazioni spazio. Rispetto a soluzioni pregresse la differenza di questo progetto è che viene eseguito il disegno a livello di layout fisico del dispositivo, in modo che venga compensato il degrado dovuto alle radiazioni. In altre parole, attraverso un design accurato è possibile ottenere dei dispositivi che mitighino gli effetti delle radiazioni. È un'expertise che abbiamo da più di dieci anni: sostanzialmente utilizziamo tecnologie standard per le quali facciamo però un design dedicato".  

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Crediti: RedCat Devices

Quindi non parliamo di una schermatura esterna?

"No, la si vuole evitare perché aggiunge costi, dimensioni e peso. E le radiazioni passano comunque, anche se con la schermatura si riesce a ridurle. Il nostro è un design fatto in modo tale da compensare gli effetti del degrado dovuti alle radiazioni. Non si tratta nemmeno di una correzione degli errori, ma di evitare quell'effetto delle radiazioni dovuto a fenomeni fisici all'interno del dispositivo. Se si prendono opportune precauzioni si riesce a evitare l'errore. La correzione dell'errore è un qualcosa che avviene a valle".

Che tipo di prodotti realizzerete e su quali veicoli saranno installati?

"I prodotti sono essenzialmente memorie di piccolo taglio che conterranno di fatto i sistemi operativi di bordo dei satelliti, e più in generale dei computer con sistema operativo a bordo di satelliti o sonde. I computer dei satelliti sono un po' come quelli che usiamo noi tutti: hanno un sistema operativo che deve essere immagazzinato".

"Quando sono imminenti eventi noti alcuni satelliti vengono spenti per proteggerli, e una volta passato il rischio viene fatto il boot leggendo il sistema operativo da una memoria che deve essere particolarmente affidabile. Noi facciamo quel tipo di chip, e l'obiettivo del progetto con ASI è proprio la realizzazione di un componente che sia in grado di contenere il sistema operativo del satellite, oppure le mappe stellari che sono indispensabili ai satelliti per essere in grado di orientarsi".

"Quello che a noi interessa è la cella di memoria – ossia dove e come viene messo il bit – perché poi da lì si può realizzare tutta una famiglia di prodotti".

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Crediti: RedCat Devices

I chip dove saranno prodotti?

"L'idea concordata con ASI è di realizzare una tecnologia proprietaria che possa essere prodotta da diverse fabbriche. Ci sono molte fonderie di silicio e l'idea è di poter passare da una all'altra. L'obiettivo è avere una nostra tecnologia (che già abbiamo, dobbiamo solo esplicarla in un progetto) che poi sia realizzabile in diverse fonderie".

Quali sono i tempi di sviluppo?

"Il progetto dura due anni, durante i quali dovremo fare un po' di veicoli di test e le verifiche del caso. Noi abbiamo già un'idea molto chiara di come funziona perché abbiamo abbastanza esperienza; l'idea è di farci un nostro portfolio e detenerne la proprietà intellettuale".

Il finanziamento al progetto RAD-PROM fa parte degli obiettivi operativi e delle linee programmatiche e di investimento dell'ASI, in particolare per quanto riguarda il potenziamento delle Tecnologie di base, così come riportato nel Documento di Visione Strategica decennale (2010-2020).

 


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