[發明專利]一種SPARC架構空間處理器中子效應試驗測試系統

有效

• 申請號: 201710218603.2
• 申請日: 2017-04-05
• 公開（公告）號: CN107045464B
• 公開（公告）日: 2020-03-27
• 發明（設計）人: 祝長民;陳雷;聶偉麗;蘭利東;簡貴胄;韓逸飛;王建永;周海洋;劉立全;陸振林;任永正;鄭宏超;王梟鴻;王猛
• 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: G06F11/22
• 分類號: G06F11/22;G01R31/00
• 代理公司: 中國航天科技專利中心 11009
• 代理人: 臧春喜

一種SPARC架構空間處理器中子效應試驗測試系統，包括上位計算機、外部供電電源、示波器、監測控制板、信號連接排線以及被測空間處理器，上位計算機、外部供電電源、示波器以及監測控制板放置在監控室中，被測空間處理器放置在電路板上，與電路板一起放置在中子試驗堆中的輻照區域內。監測控制板上的程序包括初始化程序、寄存器堆測試程序、數學計算測試程序、指令和數據Cache測試程序，用于實現對被測空間處理器的初始化、寄存器堆測試、數學計算測試、指令和數據Cache測試。本發明實現對SPARC架構空間處理器進行中子效應性能的評估。

技術領域

本發明涉及一種SPARC架構空間處理器中子效應試驗測試系統，屬于微處理器中子效應試驗領域。

背景技術

單粒子效應是指單個高能粒子作用在半導體器件上引發的翻轉、鎖定、燒毀等現象。在航天領域誘發單粒子效應主要為質子和重粒子，而在航空領域誘發單粒子效應的高能粒子為中子，由于中子不帶電荷，所以其穿透能力很強，金屬材料對其幾乎沒有任何阻攔作用，中子會直接穿透機艙打在各種電子設備的中央控制器或是關鍵數據存儲器上，產生中子單粒子效應，從而引發軟硬件錯誤，甚至導致集成電路閂鎖現象的產生，最后引起飛行控制系統死機、輸出錯誤控制指令，這些都會嚴重影響了飛行器的安全性與可靠性。

空間處理器是基于SPARC體系結構的32位RISC嵌入式處理器，用于嵌入式實時計算機系統，處理器內部包含整數處理單元，浮點處理單元，獨立的指令和數據Cache，硬件乘法器和除法器，中斷控制器，帶有跟蹤緩沖器的硬件調試單元，定時器，通用I/O接口，看門狗，能夠支持PROM、SRAM、SDRAM存儲器。SPARC架構的空間用處理器在航空航天系統中得到了廣泛應用，所以研究此架構空間處理器的抗中子效應的能力就顯得尤其重要，但國際上對SPARC架構空間處理器中子效應的研究剛剛起步，幾乎沒有相關的中子效應試驗測試系統和方法方面的文獻和專利。

發明內容

本發明的技術解決問題是：克服現有技術的不足，提供一種SPARC架構空間處理器中子效應試驗測試系統，實現對SPARC架構空間處理器進行中子效應性能的評估。

本發明的技術解決方案是：一種SPARC架構空間處理器中子效應試驗測試系統，包括上位計算機、外部供電電源、示波器、監測控制板、信號連接排線以及被測空間處理器，所述上位計算機、外部供電電源、示波器以及監測控制板放置在監控室中，被測空間處理器放置在電路板上，與電路板一起放置在中子試驗堆中的輻照區域內；

信號連接排線：包括供電線、數據地址線、串口數據傳輸線、復位信號線、狀態指示信號線和時鐘輸入信號線，用于連接監測控制板和被測空間處理器；

上位計算機：接收監測控制板輸出的測試結果，并進行顯示；

外部供電電源：為監測控制板供電；

示波器：接收監測控制板輸出的被測空間處理器的工作電流監測信號，并進行顯示。

監測控制板：存儲被測空間處理器需要運行的測試程序；將外部供電電源的供電電壓轉化成被測空間處理器所需的工作電壓，通過信號連接排線輸出給電路板；在被測空間處理器上電啟動或復位后，實時采集被測空間處理器的測試結果，輸出給上位計算機進行顯示和數據存儲；在被測空間處理器上電啟動或復位后，實時采集被測空間處理器的工作電流信號，輸出給示波器；

被測空間處理器：上電啟動或復位后，自動循環運行監測控制板內的測試程序。

還包括狀態指示板；所述狀態指示板實時接收監測控制板返回的被測空間處理器的狀態指示信號，并進行顯示，當狀態指示信號為出錯時，向監測控制板輸出復位信號。

監測控制板：通過信號連接排線中的狀態指示信號線實時采集被測空間處理器的狀態指示信號，并將此信號返回給狀態指示板進行顯示；當接收到狀態指示板的復位信號后，監測控制板對該復位信號進行整形后輸出給被測空間處理器，實現對被測空間處理器的復位。