[發明專利]輻照底層器件獲取電子系統單粒子效應敏感性的評價方法

有效

• 申請號: 201711375663.1
• 申請日: 2017-12-19
• 公開（公告）號: CN108181524B
• 公開（公告）日: 2020-10-09
• 發明（設計）人: 丁李利;陳偉;郭曉強;張鳳祁;王坦;潘霄宇;徐娜軍;李斌
• 申請（專利權）人: 西北核技術研究所
• 主分類號: G01R31/00
• 分類號: G01R31/00;G06F30/398
• 代理公司: 西安智邦專利商標代理有限公司 61211
• 代理人: 楊引雪

本發明提供了一種輻照底層器件獲取電子系統單粒子效應敏感性的評價方法，充分考慮到電子系統與底層器件失效判據不同的實際狀況，通過逐一輻照電子系統中底層器件并進行概率合成以評價整個電子系統單粒子效應敏感性，解決了現有系統級單粒子效應敏感性評價方法未考慮底層器件與電子系統明顯失效判據不同以及單粒子防護措施多樣性的技術問題。

技術領域

本發明屬于航天電子系統單粒子效應評估技術領域，具體說是一種輻照底層器件獲取電子系統單粒子效應敏感性的評價方法。

背景技術

單粒子效應是航天應用中電子系統常見的空間輻射效應之一。近年來，為節約成本、縮短開發周期，電子系統中越來越多的開始采用商用現貨(COTS)器件，力爭通過系統級加固手段保證電子系統的在軌輻照可靠性。為量化評價電子系統單粒子失效率及驗證加固技術有效性，有必要開展系統級單粒子效應敏感性評價工作。

開展輻照試驗是獲取抗輻照指標最直接的方式，而利用地面模擬裝置評價單個器件的抗輻照指標已經是比較成熟的工作。考慮到國內重離子輻照環境所能提供的束斑尺寸為厘米量級，無法直接輻照整個系統評價其單粒子效應敏感性。

為解決這一問題，在專利CN105893664“一種系統級單粒子效應影響表征參數及評價方法”中，建議根據系統功能分析，建立以元器件為底事件的系統功能模型，通過確定系統各層次間單粒子效應影響傳遞因子，基于單粒子事件的疊加性原理，計算系統單粒子事件率。在專利CN103605835A“航天器系統級抗單粒子設計及評估方法”和專利CN105117576“基于故障傳播的航天器系統級單粒子翻轉影響分析方法”中，建議基于系統組成，從器件到單機、系統逐步開展單粒子翻轉故障率計算，評價單粒子效應對系統的影響。這些工作的共同特征是按照器件、單機、系統的形式逐級執行故障率計算，按串并聯原則對同層級組件之間的關系進行簡化近似，特別是對系統級加固技術帶來的影響以線性關系式進行失效率等效。存在的問題具體表現在：

1)僅利用底層器件尚未應用于電子系統時的單粒子出錯數據作為計算基礎，未考慮不同層級間，特別是器件級與系統級明顯不同的失效判據，如底層器件中存儲數據被改變時(發生單粒子翻轉)，由于系統資源占用、工作模式的限制，系統級只有一定可能會表現出可見的單粒子錯誤。

2)僅采用簡單的線性關系式衡量系統級加固技術對于失效率的影響，未考慮單粒子防護措施的多樣性，參見專利CN104461811A“一種分級、分層次的航天器單粒子軟錯誤防護體系機構”。

發明內容

為解決現有系統級單粒子效應敏感性評價方法未考慮底層器件與電子系統明顯失效判據不同以及單粒子防護措施多樣性的技術問題，本發明提出一種輻照底層器件獲取電子系統單粒子效應敏感性的評價方法，用于準確、直觀的得到系統失效率指標。

本發明的技術解決方案是：

本發明的輻照底層器件獲取電子系統單粒子效應敏感性的評價方法，其特殊之處在于，包括如下步驟：

1)確定分析對象

所述分析對象為包含所有底層器件且能夠執行正常功能的電子系統，所包含的底層器件均已接入電子系統；

2)確定電子系統的工作狀態

電子系統處于加電模式，所有需要的激勵信號均需接入，保證電子系統執行正常功能；

3)輻照評價

3.1)設定電子系統的工作模式，所述工作模式包括加固模式和非加固模式；

3.2)在重離子環境中逐一輻照電子系統中的底層器件，按照系統失效判據統計電子系統的失效次數，根據失效次數計算出單粒子出錯截面，每只器件均需獲取至少五組表示該器件對系統單粒子出錯截面貢獻與重離子線性能量轉移值具有對應關系的數據點；