[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

本發明涉及一種自動化單粒子輻照測試控制系統及方法，包括實驗儀器程控模塊、注量率監測模塊、錯誤數統計模塊、計時檢測模塊。本發明通過預設輻照條件閾值，實現了芯片輻照測試自動的開啟和關閉，有效的提高了集成電路單粒子輻照試驗的自動化程度，減小了單粒子輻照試驗機時的浪費和實驗人員的工作量；同時生成的數據文件包含了全部的試驗數據(粒子注量率、粒子總注量、測試電流、單粒子錯誤數、測試波形)，提高了單粒子試驗準確度，便于后續人員對試驗結果的分析。

技術領域

本發明涉及一種自動化單粒子輻照測試控制系統，屬于半導體集成電路抗空間單粒子效應驗證技術領域。

背景技術

國內對宇航元器件的單粒子地面模擬驗證，需要利用重離子加速器。在加速器提供的束流端口搭建輻照試驗測試平臺驗證芯片抗單粒子效應的能力。由于加速器調試復雜，需要很多參數進行調試，但加速器會提供當前條件下輻照參數的輸出，例如粒子注量率；在以往的單粒子輻照測試平臺中，需要實驗人員肉眼觀測試驗的輻照條件開啟(結束)試驗進程，這樣勢必就會有很大的誤差和延時，并且在試驗數據輸出中不能明確的給出被測芯片各個試驗變量(粒子注量率、粒子總注量、芯片電流、單粒子錯誤數、測試激勵、測試波形)之間的關系變化，會影響后續設計人員對電路被輻照情況的分析。因而需要開發一套自動化的輻照試驗控制系統，通過計算機實時自動的監測粒子注量率、粒子總注量、單粒子錯誤數、芯片的電流等參數，達到試驗進程開啟或者關閉的自動化的目的，最終輸出完整可信的試驗數據

發明內容

本發明的技術解決問題是：克服現有技術的不足之處，提供實時監控注量率的單粒子輻照測試控制方法，該方法實時監控加速器束流的粒子注量率，從而克服了單粒子值班人員需要肉眼監測束流方注量率的缺點，同時打印輸出的試驗數據文件包含實時的注量率，便于后續分析注量率和單粒子錯誤的關系。

本發明的技術解決方案是：一種自動化單粒子輻照測試控制系統，該系統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。

所述輻照測試控制系統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。

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。