[發明專利]一種數字電路單粒子軟錯誤演化過程測試方法

有效

• 申請號: 201910707632.4
• 申請日: 2019-08-01
• 公開（公告）號: CN110531244B
• 公開（公告）日: 2021-10-01
• 發明（設計）人: 郭曉強;陳偉;王勛;張鳳祁;齊超;丁李利;羅尹虹;趙雯;曹良志
• 申請（專利權）人: 西北核技術研究院
• 主分類號: G01R31/28
• 分類號: G01R31/28
• 代理公司: 西安智邦專利商標代理有限公司 61211
• 代理人: 王凱敏

1.一種數字電路單粒子軟錯誤演化過程測試方法，適用于重離子輻射或激光微束輻射條件下，其特征在于：

步驟1：搭建測試系統

1.1】引出被測電路的監測信號：

1.1.1】通過增加物理引出端口的方式，將被測電路DUT的內部節點信號、對外輸出信號和/或用戶確認的可表征電路工作狀態的重要信號物理引出，得到監測信號向量Tp；

Tp＝{Sig₀，Sig₁，...，Sig_n，...，Sig_N-1}n∈[0，N-1]

其中：N為監測信號總數，N≥1；Sig_n均為監測信號名；

1.1.2】針對被測電路DUT，建立引出端口與監測信號之間的對應關系列表R_Tp，該對應關系列表R_Tp內容包含監測信號位地址、監測信號名、監測信號的驅動單元名；

上述對應關系列表R_Tp中，每一行為一個監測信號的關系，第一列為監測信號位地址，第二列為監測信號名，第三列為監測信號的驅動單元名；

1.2】選取兩個經步驟1.1】引出監測信號后的被測電路DUT作為DUT-A和DUT-B，將被測電路DUT-A作為測試對象，將被測電路DUT-B作為比較基準，并且在無輻照情況下，被測電路DUT-A和DUT-B在同樣的時鐘、同樣的輸入信號調節和同樣的復位信號下，能夠同步獨立運行；

1.3】實現被測電路DUT-A和DUT-B監測信號的差異檢測功能與數據記錄：

1.3.1】設置按位異或單元以對被測電路DUT-A和DUT-B的監測信號向量Tp-A和Tp-B進行按位異或運算，從而得到監測信號差異向量Vp：

1.3.2】在按位異或單元的輸出端設置存儲器，當監測信號差異向量Vp不全為“0”時，所述存儲器用于按時鐘節拍記錄監測信號差異向量Vp，得到監測信號差異數據包VP_Package；所述時鐘節拍由單粒子軟錯誤計數器計數；

VP_Package＝{Vp₀,Vp₁,…,Vp_m,…,Vp_M-1}m∈[0,M-1]；

其中，M為記錄時間長度，根據被測電路的復雜度、周期性和測試系統數據傳輸性能綜合確定；

步驟2：開展輻射試驗：

2.1】將單粒子軟錯誤計數器清零；

2.2】僅對被測電路DUT-A進行重離子或激光輻照，并確保重離子或激光可穿透至器件的敏感區域，在輻照期間實時檢測監測信號差異向量Vp，如果為全“0”時，則持續輻照；如果不為全“0”時，進入步驟2.3】；

2.3】停止輻照被測電路DUT-A，持續記錄并存儲監測信號差異向量Vp，得到第一個單粒子軟錯誤事件所對應的監測信號差異數據包VP_Package，然后將單粒子軟錯誤計數器加1；

2.4】對被測電路DUT-A和DUT-B進行狀態恢復，重新進入同步狀態后，判斷單粒子軟錯誤計數器是否達到設定值時，如果達到設定值，則退出測試，否則轉到步驟2.2】，以獲取下一個單粒子軟錯誤事件所對應的監測信號差異數據包；

步驟3：輻射試驗數據分析

3.1】將第一個單粒子軟錯誤事件所對應的監測信號差異數據包設為當前數據包VP_Package；

3.2】設置當前分析時刻m＝0；

3.3】取出m＝0時刻的監測信號差異向量Vp₀，依據監測信號對應關系列表R_Tp，獲得向量Vp₀中為“1”數據位對應的監測信號位地址、監測信號名和驅動單元名，從而定位m＝0時刻被測電路DUT-A發生軟錯誤的電路物理信息，形成m＝0時刻軟錯誤信號列表SigImage₀和當前時刻軟錯誤產生單元列表DriverImage₀；

其中，SigImage₀和DriverImage₀的長度為監測信號差異向量Vp₀中為“1”的個數，i和j是監測信號在監測信號差異向量Vp₀中的數據位；

3.4】取出m＝1時刻的監測信號差異向量Vp₁，依據監測信號對應關系列表R_Tp，獲得向量Vp₁中為“1”數據位對應的監測信號位地址、監測信號名和驅動單元名，從而定位m＝1時刻被測電路DUT-A發生軟錯誤的電路物理信息，形成m＝1時刻軟錯誤信號列表SigImage₁和當前時刻軟錯誤產生單元列表

DriverImage₁；

其中，SigImage₁和DriverImage₁的長度為監測信號差異向量Vp₁中為“1”的個數，k和s是監測信號在監測信號差異向量Vp₁中的數據位；

以此類推；

3.5】取出m＝h時刻的監測信號差異向量Vp_h，依據監測信號對應關系列表R_Tp，獲得向量Vp_h中為“1”數據位對應的監測信號位地址、監測信號名和驅動單元名，從而定位m＝h時刻被測電路DUT-A發生軟錯誤的電路物理信息，形成m＝h時刻軟錯誤信號列表SigImage_h和當前時刻軟錯誤產生單元列表DriverImage_h；

其中，SigImage_h和DriverImage_h的長度為監測信號差異向量Vp_h中為“1”的個數，f和g是監測信號在監測信號差異向量Vp_h中的數據位；h為最后一個時鐘節拍，h＝M-1；

3.6】構建當前單粒子軟錯誤事件的演化過程：

將3.3】-3.5】得到的不同時刻發生軟錯誤的電路物理信息按時間順序組合，形成當前單粒子軟錯誤事件的演化過程：

SigImage＝{SigImage₀,SigImage₁,...,SigImage_h}

DriverImage＝{DriImage₀,DriImage₁,...,DriImage_h}

3.7】取出下一個單粒子軟錯誤事件所對應的監測信號差異數據包，并轉到步驟3.2】，直至完成所有單粒子軟錯誤事件的分析。