[發明專利]一種多類型器件單粒子效應統籌監測系統及監測方法

有效

• 申請號: 202010578602.0
• 申請日: 2020-06-23
• 公開（公告）號: CN111781446B
• 公開（公告）日: 2022-11-08
• 發明（設計）人: 李悅;朱翔;馬英起;陳睿;上官士鵬;韓建偉
• 申請（專利權）人: 中國科學院國家空間科學中心
• 主分類號: G01R31/00
• 分類號: G01R31/00;G11C29/56
• 代理公司: 北京方安思達知識產權代理有限公司 11472
• 代理人: 楊青;劉振

本發明屬于單粒子效應測試技術領域，具體涉及一種多類型器件單粒子效應統籌監測系統，包括：設置在測試間的上位機、設置在輻照間的多類型器件單粒子效應監測模塊和輻照源；所述多類型器件單粒子效應監測模塊包括：綜合測試單元、實驗單元和母板單元；所述綜合測試單元，用于根據接收到的上位機指令，對實驗單元中的每個待測器件的單粒子效應進行循環檢測，并將檢測得到的每個待測器件的單粒子翻轉次數、單粒子鎖定次數以及循環檢測次數以日志形式打包成測試數據，并將該測試數據及其對應的待測器件信息，發送至上位機；所述上位機，用于接收每個待測器件的測試數據及其對應的待測器件信息，并將其進行圖形界面顯示。

技術領域

本發明屬于單粒子效應測試技術領域，具體地說，涉及一種多類型器件單粒子效應統籌監測系統及監測方法。

背景技術

單粒子效應(Single event effect,SEE)，是指單個空間高能帶電粒子擊中微電子器件靈敏部位，由于電離作用產生額外電荷，使器件邏輯狀態改變導致單粒子翻轉(Single Event Upset,SEU)或單粒子功能中斷(Single Event Function Interrupt,SEFI)，嚴重的可使器件產生大電流，導致單粒子鎖定(Single Event Latch-up,SEL)，如不加防范，甚至使器件永久損傷。

航天器在空間中飛行時，會一直處在帶電粒子構成的輻射環境中。空間輻射環境中的高能質子和重離子等都能導致航天器電子系統中的半導體器件產生單粒子效應，嚴重影響航天器的可靠性和壽命。隨著半導體器件工藝的不斷進步，特征尺寸縮減和供電電壓下降致使集成電路(Integrated Circuit,IC)的噪聲容限下降，集成電路愈發容易產生單粒子效應。

為保證航天器電子系統的安全，需要針對電子系統中選用的不同類型的IC器件開展地面試驗，鑒定其抗輻照性能。然而，針對電子系統中存在功能復雜多樣的IC器件，其對應的工作模式和錯誤類型復雜多樣，其測試方法也會有較大差異。因此，對于不同類型IC器件的單粒子效應測試尚未有統一的測試方法。對于不同類型的IC器件，無法明確其工作模式和其錯誤類型，不能建立針對不同類型IC器件發生單粒子效應的動態統籌監測方法，無法在節省輻照機時、避免無效數據輸出的同時實現對器件大電流保護，無法避免對器件造成永久損傷。

發明內容

為解決現有技術存在上述缺陷，本發明提出了一種多類型器件單粒子效應統籌監測系統及監測方法，克服現有技術中沒有建立針對多類型器件、多種輻射效應統籌監測的缺陷，從而提出一種多類型器件單粒子效應統籌監測方法，能夠準確測試出不同類型器件發生的多種單粒子效應。

為了實現上述目的，本發明提供了一種多類型器件單粒子效應統籌監測系統，該系統包括：設置在測試間的上位機、設置在輻照間的多類型器件單粒子效應監測模塊和輻照源；

所述多類型器件單粒子效應監測模塊包括：綜合測試單元、實驗單元和母板單元；

所述上位機與綜合測試單元相連接；綜合測試單元與實驗單元均連接在母板單元上，并通過母板單元，實現綜合測試單元和實驗單元之間的信號連接與傳輸；輻照源垂直于綜合測試單元存放的多個待測器件；

所述綜合測試單元，用于根據接收到的上位機指令，對實驗單元中的每個待測器件的單粒子效應進行循環檢測，并將檢測得到的每個待測器件的單粒子翻轉次數、單粒子鎖定次數以及循環檢測次數以日志形式打包成測試數據，并將該測試數據及其對應的待測器件信息，發送至上位機；

所述實驗單元，用于存放電源電流采樣芯片和多個待測器件；

所述母板單元，用于綜合測試單元和實驗單元之間的信號連接與傳輸；

所述上位機，用于接收每個待測器件的測試數據及其對應的待測器件信息，并將其進行圖形界面顯示。

作為上述技術方案的改進之一，所述綜合測試單元包括：單粒子翻轉子單元和單粒子閂鎖子單元；