FPGAの信頼性と太陽黒点周期

　宇宙線が地球の大気圏を通過し、高層大気中のガスと反応すると、高エネルギーの中性子が生成される。これが地上レベルに到達し、半導体に接することでソフトエラーが発生する。このソフトエラーの発生頻度と太陽の黒点周期には、次のような相関がある。つまり、太陽の黒点数が多いときは中性子数が少なく、ソフトエラーは発生しにくいが、太陽の黒点数が少ないときは中性子数が多くなり、ソフトエラーが発生しやすくなる。一般的に、太陽黒点数がいったん減少サイクルに突入すると、再び増加し始めるまで中性子数は減少しない。そして現在、黒点数は2008年初めから2009年8月までほとんどゼロで、その転換期はまだ不確定である。すなわち現在は、中性子数が非常に多く、ソフトエラーが発生しやすい時期だといえる。

　本稿では、宇宙線と中性子、太陽黒点周期の関係性について詳しく説明する。また、SRAMベースのFPGAが抱えるソフトエラーの問題を指摘し、FPGAにおける究極のソフトエラー対策とも呼べる、フラッシュFPGAやアンチヒューズFPGAを紹介する。