[發明專利]一種基于JTAG接口的單粒子輻照試驗測試系統及方法

在審

• 申請號: 201410706041.2
• 申請日: 2014-11-27
• 公開（公告）號: CN104483622A
• 公開（公告）日: 2015-04-01
• 發明（設計）人: 陳雷;趙元富;文治平;周婧;李學武;王碩;陳勛;孫雷;馮長磊;王媛媛
• 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: G01R31/3181
• 分類號: G01R31/3181
• 代理公司: 中國航天科技專利中心 11009
• 代理人: 安麗

1.一種基于JTAG接口的單粒子輻照試驗測試系統，其特征在于包括：上位機和測試板；

所述上位機用于進行試驗參數設置、試驗過程控制和試驗結果顯示；

所述測試板放置于輻照罐內，測試板包括SRAM、配置PROM、控制處理FPGA、RS485通信接口和被測FPGA；所述控制處理FPGA包括被測FPGA配置模塊、JTAG回讀模塊、SRAM讀寫模塊、過程控制模塊和串口通信模塊；

控制處理FPGA中的串口通信模塊通過RS485通信接口接收上位機發送的控制指令及被測FPGA配置碼流，通過過程控制模塊將控制指令發送給被測FPGA配置模塊、JTAG回讀模塊和SRAM讀寫模塊，并通過SRAM讀寫模塊將接收的被測FPGA配置碼流存放在SRAM中；

單粒子輻照試驗前，過程控制模塊控制被測FPGA配置模塊通過SRAM讀寫模塊從SRAM中讀取被測FPGA配置碼流，并通過JTAG接口對被測FPGA進行配置；被測FPGA配置完成后，過程控制模塊控制JTAG回讀模塊通過JTAG接口從被測FPGA中回讀碼流，并通過SRAM讀寫模塊發送給SRAM，作為回讀對照碼流存儲在SRAM中；

單粒子輻照試驗開始后，過程控制模塊控制JTAG回讀模塊通過JTAG接口從被測FPGA中實時回讀碼流，作為試驗碼流，同時通過SRAM讀寫模塊從SRAM中讀取回讀對照碼流。

2.根據權利要求1所述的一種基于JTAG接口的單粒子輻照試驗測試系統，其特征在于：所述RS485通信接口采用的波特率大于1M。

3.根據權利要求1所述的一種基于JTAG接口的單粒子輻照試驗測試系統，其特征在于：所述SRAM的存儲容量大于8M。

4.根據權利要求1所述的一種基于JTAG接口的單粒子輻照試驗測試系統，其特征在于：所述JTAG接口的時鐘頻率小于等于6M。

5.一種基于權利要求1中測試系統的單粒子輻照試驗測試方法，其特征在于步驟如下：

(1)上位機與控制處理FPGA進行握手通信；握手成功后上位機向控制處理FPGA發送被測FPGA配置碼流；控制處理FPGA通過SRAM讀寫模塊將被測FPGA配置碼流存儲到SRAM中；

(2)上位機發送配置被測FPGA命令，過程控制模塊控制被測FPGA配置模塊通過SRAM讀寫模塊從SRAM中讀取被測FPGA配置碼流，并通過JTAG接口對被測FPGA進行配置；

(3)配置完成后，上位機發送回讀對照碼流命令，過程控制模塊控制JTAG回讀模塊通過JTAG接口從被測FPGA中回讀碼流，并通過SRAM讀寫模塊發送給SRAM，作為回讀對照碼流存儲在SRAM中；回讀對照碼流時首先收到被測FPGA的IDCODE，通過IDCODE識別被測FPGA的器件類型；

(4)開啟輻照源，上位機根據采樣周期發送采樣命令至控制處理FPGA；控制處理FPGA在收到采樣命令后，控制JTAG回讀模塊通過JTAG接口回讀被測FPGA碼流；回讀被測FPGA碼流時首先收到被測FPGA的IDCODE；

(5)比較步驟(3)中對照碼流中的IDCODE和步驟(4)被測碼流中的IDCODE，判斷JTAG端口是否鎖死，若兩個IDCODE不同，則JTAG端口鎖死，發生單粒子功能中斷，進入步驟(6)；若兩個IDCODE相同，則JTAG端口未鎖死，沒有發生單粒子功能中斷，進入步驟(7)；

(6)控制處理FPGA發送單粒子功能中斷信息至上位機，進行測試板硬復位，返回步驟(1)；

(7)控制處理FPGA進行單粒子翻轉測試；過程控制模塊控制JTAG回讀模塊通過JTAG接口從被測FPGA中實時回讀碼流，作為試驗碼流，同時通過SRAM讀寫模塊從SRAM中讀取回讀對照碼流，將試驗碼流與回讀對照碼流按位比較，統計單粒子翻轉次數；單粒子翻轉測試后控制處理FPGA上傳單粒子翻轉次數至上位機，進入步驟(8)；

(8)判斷輻射注量是否滿足單粒子輻照試驗要求，若滿足，則試驗結束，保存試驗數據；若不滿足，則返回步驟(4)。

6.根據權利要求5所述的一種基于權利要求1中測試系統的單粒子輻照試驗測試方法，其特征在于：所述步驟(8)中輻射注量為輻射注量率與試驗時間的乘積。