[發明專利]一種低功耗小型化單粒子瞬態參數測試裝置及方法

有效

• 申請號: 201910388052.3
• 申請日: 2019-05-10
• 公開（公告）號: CN110208608B
• 公開（公告）日: 2021-05-14
• 發明（設計）人: 郭陽;袁珩洲;胡春媚;陳建軍;扈嘯;屈婉霞;宋睿強;梁斌;吳振宇
• 申請（專利權）人: 中國人民解放軍國防科技大學
• 主分類號: G01R29/02
• 分類號: G01R29/02;G01R31/26;G01R23/16
• 代理公司: 湖南兆弘專利事務所(普通合伙) 43008
• 代理人: 周長清;胡君

本發明公開一種低功耗小型化單粒子瞬態參數測試裝置及方法，該裝置包括單粒子瞬態脈沖靶電路模塊，用于按照不同輻照條件產生具有不同參數的單粒子瞬態脈沖；壓控振蕩器，用于根據單粒子瞬態脈沖靶電路模塊產生的不同脈沖輸出不同頻率的波形；測試模塊，用于檢測壓控振蕩器的輸出波形，輸出給波形分析計算模塊；波形分析計算模塊，用于接收壓控振蕩器的輸出波形進行分析，并根據輸出波形的波動狀態計算出單粒子瞬態參數輸出。本發明具有結構簡單緊湊、占地面積小、功耗低、測試精度高且能夠測試脈沖幅度等優點。

技術領域

本發明涉及集成電路技術領域，尤其涉及一種低功耗小型化單粒子瞬態參數測試裝置及方法。

背景技術

在太空中工作的基于體硅工藝的集成電路容易受空間粒子轟擊而產生單粒子瞬態效應，為抑制該單粒子效應，通常會用到不少屏蔽技術，然而屏蔽技術的使用會導致芯片的性能下降或者面積增大等眾多問題，以及為了滿足對更高集成度、更多功能以及更低功耗集成電路的需求，目前集成電路的特征尺寸和工作電壓在不斷縮減，導致電路的輻照敏感度也急劇增加，而不同工藝尺寸下均需要根據其工藝特性設計不同抗輻射加固電路。若能夠提前測試出相應的單粒子瞬態電流的參數，如幅度大小和持續時間，則可以為后續加固提供具體的參考余量，提前測試出單粒子瞬態參數亦為抑制上述單粒子效應最為合理、有效的方式，因此測試單粒子效應產生的脈沖的寬度幅度和時間是十分必要的。

針對單粒子效應脈沖的測試，目前均是基于數字電路延時鏈的方法，即通過由一條由簡單邏輯門組成的長鏈以及相應的觸發器鏈構成數字電路延時鏈，使用該數字電路延時鏈對單粒子效應瞬態脈沖進行測試，但是該類方法需要使用由大量邏輯門組成長鏈以及觸發器鏈構成數字電路延時鏈，使得占用面積以及功耗大，測試精度受延時鏈最小單元限制，對脈沖時間測試精度不高，且存在無法測量幅度等問題。

發明內容

本發明要解決的技術問題就在于：針對現有技術存在的技術問題，本發明提供一種結構簡單緊湊、占地面積小、功耗低、測試精度高且能夠測試脈沖幅度的低功耗小型化單粒子瞬態參數測試裝置，以及實現方法簡單、測試精度高的單粒子瞬態參數測試方法。

為解決上述技術問題，本發明提出的技術方案為：

一種低功耗小型化單粒子瞬態參數測試裝置，包括：

單粒子瞬態脈沖靶電路模塊組，用于按照不同輻照條件產生具有不同參數的單粒子瞬態脈沖；

壓控振蕩器，用于根據所述單粒子瞬態脈沖靶電路模塊組產生的不同脈沖輸出不同頻率的波形；

測試模塊，用于檢測所述壓控振蕩器的輸出波形，輸出給波形分析計算模塊；

波形分析計算模塊，用于接收所述壓控振蕩器的輸出波形進行分析，并根據所述壓控振蕩器的輸出波形的波動狀態計算出所述單粒子瞬態脈沖的參數輸出。

作為本發明裝置的進一步改進：所述單粒子瞬態脈沖靶電路模塊組在非輻照條件下輸出穩定的指定電壓值，在輻照條件下根據不同的輻照條件產生具有不同脈寬和幅值的單粒子瞬態脈沖。

作為本發明裝置的進一步改進：所述單粒子瞬態脈沖靶電路模塊組包括多個用于產生不同類型脈沖的靶電路，每個所述靶電路中設置有不同寬長比的NMOS管和/或PMOS管，各所述靶電路通過開關控制接入。

作為本發明裝置的進一步改進：所述壓控振蕩器為在指定輻照指標下不發生單粒子效應的加固型壓控振蕩器。

作為本發明裝置的進一步改進：所述測試模塊在非輻照條件下檢測并記錄所述壓控振蕩器正常的輸出頻率，在輻照條件下檢測并記錄所述壓控振蕩器輸出波形發生變化時刻的波形，以及記錄所述壓控振蕩器恢復正常時的工作頻率。

作為本發明裝置的進一步改進：所述測試模塊為具有頻率波動探測功能的示波器。