[發明專利]一種自動化單粒子輻照測試控制系統及方法

有效

• 申請號: 201910178186.2
• 申請日: 2019-03-11
• 公開（公告）號: CN110083081B
• 公開（公告）日: 2020-08-04
• 發明（設計）人: 畢瀟;鄭宏超;李哲;杜守剛;于春青;趙旭;穆里隆;彭惠新;徐雷霈;張栩燊;董方磊;武永俊
• 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: G05B19/042
• 分類號: G05B19/042;G01R31/265;G01R31/308
• 代理公司: 中國航天科技專利中心 11009
• 代理人: 徐曉艷

1.一種自動化單粒子輻照測試控制系統，其特征在于包括實驗儀器程控模塊、注量率監測模塊、錯誤數統計模塊和計時檢測模塊；

試驗儀器程控模塊，接收到計時檢測模塊發送的啟動信號后，啟動程控電源、信號發生器、示波器進入工作模式，程控電源用于為單粒子輻照測試平臺提供電流并監測芯片電流，信號發生器用于為單粒子輻照測試平臺中被測芯片提供的測試激勵信號波形；示波器用于采集記錄單粒子輻照測試平臺中被測芯片的測試信號波形；

注量率監測模塊，實時監測單粒子輻照測試用的加速器粒子探測裝置輸出的粒子注量率，自動根據預設粒子注量率標準判斷粒子注量率是否穩定，給出粒子注量率是否穩定的標識信號，將粒子注量率以及粒子注量率是否穩定的標識信號發送至計時檢測模塊；

計時檢測模塊，在預設的輻照條件滿足情況下，根據粒子注量率是否穩定的標志信號，實時監測待注量率參數穩定狀態，當注量率參數穩定時，自動向試驗儀器程控模塊發送啟動信號，同時向錯誤數統計模塊發送模式命令字，根據粒子注量率累計實際粒子總注量，當待注量率參數不穩定時，向試驗儀器程控模塊發送關閉信號，停止采集和分析；所述輻照條件包括芯片電流、單粒子錯誤計數或者粒子總注量小于各自預設的門限；

錯誤數統計模塊，收到計時檢測模塊發送的模式命令字之后，進入不同的測試模式，控制輻照測試系統進行相應測試模式下的單粒子錯誤檢測，同時將單粒子錯誤數發送給計時檢測模塊。

2.根據權利要求1所述的一種自動化單粒子輻照測試控制系統，其特征在于還包括用戶控制界面和記錄輸出模塊；

用戶控制界面，用于設置預設的輻照條件并發送至計時檢測模塊；

記錄輸出模塊，實時地采集粒子注量率以及是否穩定的標識信號、粒子總注量、芯片電流、單粒子錯誤數、測試信號波形的幅度值，并將其按照統一的時間軸顯示在用戶控制界面或者形成實驗記錄文本文件打印輸出。

3.根據權利要求1所述的一種自動化單粒子輻照測試控制系統，其特征在于所述測試模式包括單粒子閂鎖測試模式、單粒子翻轉測試模式、單粒子功能中斷測試模式，其中，單粒子翻轉測試又包括觸發器單粒子翻轉測試模式、存儲器單粒子翻轉測試模式。

4.根據權利要求3所述的一種自動化單粒子輻照測試控制系統，其特征在于所述測試模式對于單粒子閂鎖測試模式，單粒子錯誤數包括可恢復的電流鎖定錯誤和不可恢復的電流鎖定錯誤；對于觸發器單粒子翻轉測試模式、存儲器單粒子翻轉測試模式而言，單粒子錯誤數包括單粒子翻轉錯誤數；對于單粒子功能中斷測試模式而言，單粒子錯誤數包括單粒子功能中斷錯誤數和單粒子功能錯誤數。

5.根據權利要求1所述的一種自動化單粒子輻照測試控制系統，其特征在于：所述的粒子總注量為待測電路進入相應的測試模式之后單位面積上實際輻照的粒子注量F_fluence，具體公式為：

其中，R_flux為粒子注量率，t₀為有效輻照開始時間，t₁為有效輻照結束時間。

6.根據權利要求1所述的一種自動化單粒子輻照測試控制系統，其特征在于所述注量率監測模塊實時監測單粒子輻照測試用的加速器粒子探測裝置輸出的粒子注量率是否穩定的具體方法為：通過實時采集得到的粒子注量率進行求方差運算來判斷數據是否穩定；將采樣得到的數據存入到一個具有一定長度的數據隊列中，然后實時的計算該數據隊列中數據的方差，若方差變化總是小于預設門限，那么便認為粒子注量率穩定，否則認為粒子注量率不穩定。

7.根據權利要求1所述的一種自動化單粒子輻照測試控制系統，其特征在于單粒子翻轉測試模式下，錯誤數統計模塊采用動態讀寫的方式檢測觸發器和存儲器的單粒子翻轉情況，寫入值不等于讀出值便認為發生了單粒子翻轉錯誤，否則，認為未發生單粒子翻轉錯誤。