[發明專利]一種Spacewire電路單粒子功能中斷測試方法

有效

• 申請號: 201210512499.5
• 申請日: 2012-11-30
• 公開（公告）號: CN103076557A
• 公開（公告）日: 2013-05-01
• 發明（設計）人: 陳莉明;董攀;鄭宏超;飛海東;王興友;祝長民;范隆;岳素格;杜守剛;馬建華;王煌偉;陳茂鑫;文圣泉;畢瀟
• 申請（專利權）人: 北京時代民芯科技有限公司;北京微電子技術研究所
• 主分類號: G01R31/317
• 分類號: G01R31/317
• 代理公司: 中國航天科技專利中心 11009
• 代理人: 安麗

技術領域

本發明涉及一種微電子器件抗單粒子能力的試驗驗證方法。?

背景技術

隨著半導體技術的迅猛發展，航天器用微電子器件的集成度不斷提高，航天器逐漸更多地采用大規模集成電路。由于器件的特征尺寸和工作電壓越來越小，相應地，臨界電荷也越來越小，單粒子效應的作用也越來越明顯。近些年來發現單粒子效應對器件的工作性能影響更加顯著，其損傷模式也日趨復雜化，由單粒子影響而造成功能中斷的形式也越來越多，如果不清楚微電子器件發生功能中斷的原因，就無法正確評估微電子器件的抗輻射能力，在后期研制微電子器件時，就無法提升微電子器件的抗輻射性能。?

多數抗輻射微電子器件的單粒子效應的試驗驗證工作是在地面進行，尤其是航天器設計所需的微電子器件抗單粒子性能評估的依據是地面模擬試驗結果。地面模擬試驗不可能完全逼真，模擬條件應盡可能地反映客觀現象的本質。因此在評估微電子器件抗輻射性能時，就更需要采取嚴謹科學的方法，找出單粒子效應發生的原因，避免由于其他因素造成的影響而誤導結果分析。在此基礎上才能更好地建立起地面模擬所獲取的數據與空間真實錯誤率之間的關系。在每一個環節上理論工作和試驗驗證工作都是必不可少的。?

發明內容

本發明的技術解決問題是：克服現有技術的不足，基于現有的地面模擬環境，提供了一種針對于Spacewire電路的單粒子功能中斷測試方法，可以明確地測試出影響Spacewire電路的單粒子功能中斷的模塊及失效的原因，為進一步開展單粒子效應與微電子器件相關試驗研究提供可靠的依據。?

本發明的技術解決方案是：一種Spacewire電路單粒子功能中斷測試方法，?步驟如下：?

(1)將SPARC?V8的軟核燒寫入FPGA內部，形成硬件SPARC?V8微處理器；?

(2)利用SPARC?V8處理器A和Spacewire電路A建立通訊聯系構成測試系統A，利用SPARC?V8處理器B和Spacewire電路B建立通訊聯系構成測試系統B，Spacewire電路A和Spacewire電路B建立通訊聯系構成測試系統A和測試系統B的數據傳輸通道；?

(3)在兩個測試系統內部，分別利用各自的SPARC?V8處理器初始化各自Spacewire電路的寄存器以及通訊通道；?

(4)將Spacewire電路B置于粒子輻照環境中；?

(5)設定數據傳輸路徑為測試系統A向測試系統B發送數據，測試系統B接收到數據后將接收到的數據再次轉發給測試系統A；數據傳輸開始后，如果測試系統A無法向測試系統B發送數據或者測試系統A無法從測試系統B獲取轉發數據，則判斷Spacewire電路B發生單粒子功能中斷，進入下一步；?

(6)測試系統A回讀Spacewire電路B的寄存器的信息，如果測試系統A能夠成功回讀Spacewire電路B的寄存器的信息，則判定Spacewire電路B的寄存器發生了功能中斷，根據回讀的Spacewire電路B的控制寄存器的數據分析造成功能中斷的原因；如果測試系統A無法回讀Spacewire電路B的控制寄存器的信息，則判定Spacewire電路B的仲裁器發生了功能中斷。?

所述步驟(6)中根據回讀的Spacewire電路B的控制寄存器的數據分析造成功能中斷的原因的方法為：如果在輻照過程中發生數據傳輸功能中斷、大量的數據包丟失或者大量的數據包傳輸錯誤，則判斷Spacewire電路B的編號為1～8以及11～255的控制寄存器發生了單粒子翻轉；如果在數據包傳輸的過程中發現數據包無法被接收或者無法向Spacewire電路B發送命令，則判斷Spacewire電路B的編號為9或者10的控制寄存器發生了單粒子翻轉；如果在輻照過程中發生數據傳輸功能中斷且Spacewire電路B的編號為0～255的控?制寄存器未發現異常，則判斷Spacewire電路B的編號為256～265的控制寄存器發生了單粒子翻轉。?

本發明與現有技術相比的優點在于：?

(1)本發明方法利用FPGA對待測Spacewire電路進行配置，并通過待測Spacewire電路發送和接收數據，可根據試驗結果精確定位影響單粒子功能中斷的位置，分析發生功能中斷的模塊及原因，為后續提升器件的抗輻射性能提供依據；?

(2)本發明方法利用兩塊微處理器訪問和控制被測的Spacewire電路，并將其配置為典型應用工作狀態下，可以更加全面的考核評估其抗輻射性能；?