[發明專利]一種微控制器總劑量輻照失效單元實驗判定系統及方法

有效

• 申請號: 202010985912.4
• 申請日: 2020-09-18
• 公開（公告）號: CN112213975B
• 公開（公告）日: 2021-12-03
• 發明（設計）人: 陳法國;梁潤成;郭榮;李國棟;韓毅
• 申請（專利權）人: 中國輻射防護研究院
• 主分類號: G05B19/042
• 分類號: G05B19/042
• 代理公司: 北京天悅專利代理事務所(普通合伙) 11311
• 代理人: 田明;祝倩

1.一種微控制器總劑量輻照失效單元實驗判定系統，其特征在于，所述實驗判定系統包括被測微控制器、數據采集單元、通訊和供電單元、上位機、準直定位照射單元、跟隨劑量計和屏蔽體；

所述被測微控制器預載功能校驗程序，將片內存儲器、模數轉換器的輸出量或狀態量進行編碼后發送到數據采集單元，將發送的編碼數據作為功能狀態判斷源數據；

數據采集單元具備多通道數字和模擬信號采集功能，實時采集被測微控制器輸出的編碼數據以及指定引腳輸出的模擬信號，并通過通訊單元傳輸到上位機進行分析；

跟隨劑量計采用小體積的被動式探測器，緊靠被測微控制器放置以測量其累積受照劑量；

屏蔽體置于被測微處理器和數據采集單元之間；

準直定位照射單元采用屏蔽準直孔結構，置于被測微處理器和輻照源之間，準直定位照射單元上對應微處理器位置處設有第一準直孔；

準直定位照射單元上對應跟隨劑量計位置處設有第二準直孔；

在微控制器初始化時，通過配置寄存器將內部時鐘源的脈沖信號通過指定輸出引腳，指令片內數模轉換器輸出一個固定頻率的正交偽隨機信號到指定輸出引腳；在初始化完成后，時鐘信號和正交偽隨機信號的輸出將不再受預載程序運行狀態的影響。

2.一種如權利要求1所述的微控制器總劑量輻照失效單元實驗判定系統，其特征在于，所述屏蔽體采用大于4cm的鉛當量厚度。

3.一種如權利要求1所述的微控制器總劑量輻照失效單元實驗判定系統，其特征在于，所述準直定位照射單元的屏蔽部分的鉛當量厚度大于4cm。

4.一種如權利要求1所述的微控制器總劑量輻照失效單元實驗判定系統，其特征在于，第一準直孔與第二準直孔的尺寸相同。

5.一種利用如權利要求1所述的微控制器總劑量輻照失效單元實驗判定系統進行的實驗判定方法，其特征在于，所述實驗判定方法采用同一型號、同一批次的微控制器分為三組實驗樣品，進行單一變量控制實驗，具體方法包括以下步驟：

步驟(1)，在無準直定位照射單元的條件下進行第一組輻照實驗，得出第一組樣品的功能失效劑量均值D1及其方差δ1，并在功能失效后依次分析指定引腳輸出的時鐘源和DAC信號是否正常；

若時鐘源信號異常，則可以判定內部時鐘失效；在時鐘源信號正常的情況下，若DAC輸出的正交偽隨機信號正常，則可以判定片內通訊單元失效；若時鐘正常、DAC輸出異常，則判定是除時鐘和通訊以外的功能單元失效，更換樣品進行準直定位照射；

步驟(2)，對第二組樣品的片內存儲區進行準直定位照射，得出第二組樣品的功能失效劑量均值D2及其方差δ2，并采用δ1+δ2作為判定因子以消除失效劑量分散性的影響；若D2≤D1+δ1+δ2，則判定是片內存儲單元失效；

步驟(3)，對第三組樣品的內核區進行準直定位照射，得出第三組樣品的功能失效劑量均值D3及其方差δ3，并采用δ1+δ3作為判定因子；若D3≤D1+δ1+δ3，則判定是內核單元失效；

步驟(4)，如果上述條件都不滿足，可以判定是微控制器的其他單元失效。