本發(fā)明專利技術(shù)針對空間用不同類型存儲器的單粒子效應(yīng)問題，設(shè)計了一種空間通用存儲器單粒子效應(yīng)監(jiān)測系統(tǒng)，包括上位機、嵌入式控制器、可編程直流電源、數(shù)據(jù)采集模塊、高速數(shù)字波形產(chǎn)生器及分析儀、溫度采集模塊、譯碼器A和譯碼器B、16個繼電器、針接口和測試板；上位機與嵌入式控制器相連，嵌入式控制器分別于高速數(shù)字波形產(chǎn)生器及分析儀、數(shù)據(jù)采集模塊、可編程直流電源、溫度采集模塊相連，數(shù)據(jù)采集模塊分別與譯碼器A和譯碼器B相連，針接口分別與高速數(shù)字波形產(chǎn)生器及分析儀、譯碼器A和測試板相連，16個繼電器分別與譯碼器B、可編程直流電源以及測試板相連，溫度采集模塊的輸出端與測試板相連。
【技術(shù)實現(xiàn)步驟摘要】
本專利技術(shù)的一種空間通用存儲器單粒子效應(yīng)監(jiān)測系統(tǒng)，屬于空間輻射效應(yīng)與加固
技術(shù)介紹
眾所皆知，空間輻射環(huán)境誘發(fā)的單粒子效應(yīng)是影響航天器存儲系統(tǒng)性能的重要因素之一，直接影響航天器在軌效能發(fā)揮及安全性能。隨著航天技術(shù)的不斷發(fā)展，大量高性能、低功耗的存儲器應(yīng)用于航天器，在航天器的數(shù)據(jù)存儲、在軌管理等方面發(fā)揮著重要作用。同時由于航天器長壽命、高可靠性以及低成本需求的不斷顯現(xiàn)，其對存儲器件在空間的應(yīng)用需求越來越廣泛。但是隨著半導(dǎo)體工藝技術(shù)的不斷發(fā)展，一方面可用于空間的存儲器種類繁多；另一方面器件的集成度越來越高，其特征尺寸不斷減小，這些變化都使得器件對單粒子效應(yīng)更加敏感，因此，需要對電子器件的單粒子效應(yīng)進行評價，以滿足航天器工程發(fā)展的需求。同時，由于器件的工作溫度會影響器件的單粒子效應(yīng)敏感性，對存儲器性能的發(fā)揮也會帶來一定的影響，這對電子器件的單粒子效應(yīng)評價提出了更高的需求。目前，在進行存儲器單粒子效應(yīng)的地面評價時，都依據(jù)存儲器的類型研制不同的監(jiān)測系統(tǒng)，這樣重復(fù)研制監(jiān)測系統(tǒng)一方面浪費資源，增加了研制成本；另一方面也影響了型號任務(wù)的研制進度。因此，為了有效節(jié)約資源、降低成本，提高存儲器件的地面利用率和測試效率，便捷、高效地開展不同類型存儲器的單粒子效應(yīng)評價，提出了 一種基于虛擬儀器技術(shù)的通用的單粒子效應(yīng)監(jiān)測系統(tǒng)，可實現(xiàn)在實驗室模擬源輻照條件下獲取空間通用存儲器的單粒子效應(yīng)特征參數(shù)，為被測器件的空間應(yīng)用提供重要的技術(shù)支撐。
技術(shù)實現(xiàn)思路
本專利技術(shù)針對空間用不同類型存儲器的單粒子效應(yīng)問題，設(shè)計了一種空間通用存儲器單粒子效應(yīng)監(jiān)測系統(tǒng)，能夠針對不同種類的存儲器設(shè)計不同的軟件監(jiān)測模塊，利用虛擬儀器的通道重定義功能擴展不同類型存儲器的通用性，可以便捷地實現(xiàn)對不同類型存儲器單粒子效應(yīng)試驗的評價，以滿足航天器型號任務(wù)研制的需求。本專利技術(shù)的目的是通過以下技術(shù)方案實現(xiàn)的。本專利技術(shù)的一種空間通用存儲器單粒子效應(yīng)監(jiān)測系統(tǒng)，包括上位機、嵌入式控制器、可編程直流電源、數(shù)據(jù)采集模塊、高速數(shù)字波形產(chǎn)生器及分析儀、溫度采集模塊、譯碼器A和譯碼器B、16個繼電器、針接口和測試板；上位機與嵌入式控制器相連，嵌入式控制器分別于高速數(shù)字波形產(chǎn)生器及分析儀、數(shù)據(jù)采集模塊、可編程直流電源、溫度采集模塊相連，數(shù)據(jù)采集模塊分別與譯碼器A和譯碼器B相連，針接口分別與高速數(shù)字波形產(chǎn)生器及分析儀、譯碼器A和測試板相連，16個繼電器分別與譯碼器B、可編程直流電源以及測試板相連，溫度采集模塊的輸出端與測試板相連；其工作方式如下系統(tǒng)上電，被測器件進入正常工作狀態(tài)，上位機設(shè)定試驗初始化參數(shù)，在嵌入式控制器的指令控制下，系統(tǒng)進行初始化操作；上位機通過嵌入式控制器對高速數(shù)字波形發(fā)生器及分析儀中通道進行重新定義，選取試驗方案規(guī)定的能量或線性能量傳輸LET值以及注入率，并確定測試位置點；對測試板上的測試芯片進行輻照試驗，第一路為在嵌入式控制器的控制指令下譯碼器B控制繼電器的開關(guān)狀態(tài)，并利用16個繼電器完成對測試板上的測試芯片供電電源的監(jiān)控，并將監(jiān)控結(jié)果通過譯碼器B傳給數(shù)據(jù)采集模塊，數(shù)據(jù)采集模塊通過嵌入式控制器將相關(guān)數(shù)據(jù)傳給上位機，第二路為利用譯碼器A得到16個測試板插座的片選信號后，傳給數(shù)據(jù)采集模塊，再通過嵌入式控制器給上位機，第三路為溫度采集模塊實時采集測試板上的測試芯片運行時的工作溫度，并將其采集結(jié)果通過嵌入式控制器給上位機，通過獲取器件工作溫度與對器件單粒子效應(yīng)的影響，以表征溫度對單粒子效應(yīng)特征參數(shù)的相互關(guān)系；上位機根據(jù)設(shè)定的閾值和第一路傳來的信號，判斷功耗電流是否超過判斷值，判斷是否發(fā)生了單粒子鎖定(SEL)，如果是，則記錄數(shù)據(jù)，再結(jié)合第二路傳來的片選信號，如果沒有收到任何片選信號，說明系統(tǒng)死機，被測芯片發(fā)生了不可恢復(fù)的失效，試驗結(jié)束；如果收到了第二路傳來的片選信號，說明系統(tǒng)沒有死機，則系統(tǒng)復(fù)位；如果沒有發(fā)生單粒子鎖定(SEL)，則進一步判斷是否發(fā)生單粒子翻轉(zhuǎn)(SEU)，由高速數(shù)字波形發(fā)生器及分析儀讀取被測芯片的數(shù)據(jù)，并與上位機中的初始值進行比對，若比對結(jié)果不一致，則認(rèn)為發(fā)生了單粒子翻轉(zhuǎn)現(xiàn)象，接著統(tǒng)計錯誤個數(shù)、錯誤地址，并判斷記錄的錯誤數(shù)是否達到規(guī)定值，如果達到規(guī)定值，則試驗結(jié)束，并將結(jié)果上位機以字符形式顯示，如果沒有達到規(guī)定值，則檢查器件所需的注入量是否達到要求，如果沒有達到要求，則重新確定測試位置點，如果達到要求，則觀察是否滿足試驗規(guī)定的能量要求，如果是，則試驗結(jié)束，如果不是則選取下一組數(shù)據(jù)點，并重新確定測試位置點。其中所述的系統(tǒng)復(fù)位采用如下方法當(dāng)發(fā)生SEL時，系統(tǒng)根據(jù)初始設(shè)置的試驗要求及芯片的抗輻照性能選擇采用降壓方式還是延時方式來再讀一次芯片內(nèi)的數(shù)據(jù)；在檢測單粒子鎖定的過程中，若采用斷電重啟的方式進行系統(tǒng)復(fù)位，為了減小對單粒子翻轉(zhuǎn)的統(tǒng)計誤差，對于非易失性存儲器要記錄當(dāng)前的采樣點，待系統(tǒng)恢復(fù)后再進行回讀；而對于易失性存儲器在斷電之前先回讀一次，以減少系統(tǒng)對翻轉(zhuǎn)單元的漏讀。其中所述的兩個譯碼器和數(shù)據(jù)采集模塊共用一個接地端和一個電源，數(shù)據(jù)采集模塊的輸出端共有5個通道，每個譯碼器有4個輸入端，兩個譯碼器的8個輸入端共用數(shù)據(jù)采集模塊的4個通道，而數(shù)據(jù)采集模塊的第5個通道與譯碼器A的片選信號相連，以此實現(xiàn)對兩個譯碼器的共同選擇控制。 其中所述的兩個譯碼器都是4/16的譯碼器，其中譯碼器A產(chǎn)生16個片選信號，通過針接口分別連接到16個測試板插座的片選信號上，譯碼器B產(chǎn)生的16個片選信號與16個繼電器對應(yīng)連接，以實現(xiàn)存儲器件電源的通斷與否。本專利技術(shù)的有益效果本專利技術(shù)提出的一種空間通用存儲器單粒子效應(yīng)監(jiān)測系統(tǒng)，能夠在實驗室模擬源輻照條件下快速高效地開展不同類型存儲器的單粒子效應(yīng)評價，獲取空間通用存儲器件單粒子效應(yīng)特征參數(shù)。該監(jiān)測系統(tǒng)一方面擴展了空間用存儲器單粒子效應(yīng)監(jiān)測的通用性，可有效降低成本，節(jié)約人力、物力；另一方面可有效提高存儲器件的地面利用率和測試效率，縮短試驗評價周期，能夠便捷、高效地實現(xiàn)對被試器件抗單粒子事件能力的預(yù)估，以滿足航天器型號任務(wù)研制的需求。附圖說明圖1是空間通用存儲器單粒子效應(yīng)監(jiān)測功能示意圖；圖2是空間通用存儲器單粒子效應(yīng)監(jiān)測系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)原理圖；圖3是虛擬儀器通道和管腳的對應(yīng)連接關(guān)系。具體實施例方式下面對本專利技術(shù)的技術(shù)方案作進一步詳細(xì)介紹。如圖1所示，本專利技術(shù)單粒子效應(yīng)試驗過程中，監(jiān)測系統(tǒng)的工作過程如下步驟一系統(tǒng)上電，被測器件進入正常工作狀態(tài)，上位機設(shè)定試驗初始化參數(shù)，在嵌入式控制器的指令控制下，系統(tǒng)進行初始化操作；上位機通過嵌入式控制器對高速數(shù)字波形發(fā)生器/分析儀中的32個通道進行重新定義，并為測試芯片提供信號；被測器件初始化。在寫指令下，在通用存儲器的存儲單元中存儲OOH或者FFH，然后讀取存儲單元的數(shù)值并進行比對，若與初始值一致，則說明存儲器(被測芯片)沒有壞塊，進行步驟二，否則證明存在壞塊，標(biāo)注這些壞塊，并將其存儲地址上傳至上位機進行標(biāo)注，進行步驟二。步驟二 選取試驗方案規(guī)定的能量或LET值(線性能量傳輸值)以及注入率，并確定測試位置點。步驟三對測試板上的測試芯片(存儲器)用模擬源進行輻照試驗，同時用該監(jiān)測系統(tǒng)對其進行監(jiān)控，第一路在嵌入式控制器的控制指令下譯碼器B用以控制繼電器的開關(guān)狀態(tài)，并利用16個繼電器完成對測試板上的測試芯片供電電源的自動監(jiān)控，進而本文檔來自技高網(wǎng)...
【技術(shù)保護點】
一種空間通用存儲器單粒子效應(yīng)監(jiān)測系統(tǒng)，其特征在于：包括上位機、嵌入式控制器、可編程直流電源、數(shù)據(jù)采集模塊、高速數(shù)字波形產(chǎn)生器及分析儀、溫度采集模塊、譯碼器A和譯碼器B、16個繼電器、針接口和測試板；上位機與嵌入式控制器相連，嵌入式控制器分別于高速數(shù)字波形產(chǎn)生器及分析儀、數(shù)據(jù)采集模塊、可編程直流電源、溫度采集模塊相連，數(shù)據(jù)采集模塊分別與譯碼器A和譯碼器B相連，針接口分別與高速數(shù)字波形產(chǎn)生器及分析儀、譯碼器A和測試板相連，16個繼電器分別與譯碼器B、可編程直流電源以及測試板相連，溫度采集模塊的輸出端與測試板相連；其工作方式如下：系統(tǒng)上電，被測器件進入正常工作狀態(tài)，上位機設(shè)定試驗初始化參數(shù)，在嵌入式控制器的指令控制下，系統(tǒng)進行初始化操作；上位機通過嵌入式控制器對高速數(shù)字波形發(fā)生器及分析儀中通道進行重新定義，選取試驗方案規(guī)定的能量或線性能量傳輸LET值以及注入率，并確定測試位置點；對測試板上的測試芯片進行輻照試驗，第一路為在嵌入式控制器的控制指令下譯碼器B控制繼電器的開關(guān)狀態(tài)，并利用16個繼電器完成對測試板上的測試芯片供電電源的監(jiān)控，并將監(jiān)控結(jié)果通過譯碼器B傳給數(shù)據(jù)采集模塊，數(shù)據(jù)采集模塊通過嵌入式控制器將相關(guān)數(shù)據(jù)傳給上位機，第二路為利用譯碼器A得到16個測試板插座的片選信號后，傳給數(shù)據(jù)采集模塊，再通過嵌入式控制器給上位機，第三路為溫度采集模塊實時采集測試板上的測試芯片運行時的工作溫度，并將其采集結(jié)果通過嵌入式控制器給上位機，通過獲取器件工作溫度與對器件單粒子效應(yīng)的影響，以表征溫度對單粒子效應(yīng)特征參數(shù)的相互關(guān)系；上位機根據(jù)設(shè)定的閾值和第一路傳來的信號，判斷功耗電流是否超過判斷值，判斷是否發(fā)生了單粒子鎖定（SEL），如果是，則記錄數(shù)據(jù)，再結(jié)合第二路傳來的片選信號，如果沒有收到任何片選信號，說明系統(tǒng)死機，被測芯片發(fā)生了不可恢復(fù)的失效，試驗結(jié)束；如果收到了第二路傳來的片選信號，說明系統(tǒng)沒有死機，則系統(tǒng)復(fù)位；如果沒有發(fā)生單粒子鎖定（SEL），則進一步判斷是否發(fā)生單粒子翻轉(zhuǎn)（SEU），由高速數(shù)字波形發(fā)生器及分析儀讀取被測芯片的數(shù)據(jù)，并與上位機中的初始值進行比對，若比對結(jié)果不一致，則認(rèn)為發(fā)生了單粒子翻轉(zhuǎn)現(xiàn)象，接著統(tǒng)計錯誤個數(shù)、錯誤地址，并判斷記錄的錯誤數(shù)是否達到規(guī)定值，如果達到規(guī)定值，則試驗結(jié)束，并將結(jié)果上位機以字符形式顯示，如果沒有達到規(guī)定值，則檢查器件所需的注入量是否達到要求，如果沒有達到要求，則重新確定測試位置點，如果達到要求，則觀察是否滿足試驗規(guī)定的能量要求，如果是，則試驗結(jié)束，如果不是則選取下一組數(shù)據(jù)點，并重新確定測試位置點。...
【技術(shù)特征摘要】
1.一種空間通用存儲器單粒子效應(yīng)監(jiān)測系統(tǒng)，其特征在于包括上位機、嵌入式控制器、可編程直流電源、數(shù)據(jù)采集模塊、高速數(shù)字波形產(chǎn)生器及分析儀、溫度采集模塊、譯碼器 A和譯碼器B、16個繼電器、針接口和測試板；上位機與嵌入式控制器相連，嵌入式控制器分別于高速數(shù)字波形產(chǎn)生器及分析儀、數(shù)據(jù)采集模塊、可編程直流電源、溫度采集模塊相連， 數(shù)據(jù)采集模塊分別與譯碼器A和譯碼器B相連，針接口分別與高速數(shù)字波形產(chǎn)生器及分析儀、譯碼器A和測試板相連，16個繼電器分別與譯碼器B、可編程直流電源以及測試板相連， 溫度采集模塊的輸出端與測試板相連；其工作方式如下系統(tǒng)上電，被測器件進入正常工作狀態(tài)，上位機設(shè)定試驗初始化參數(shù)，在嵌入式控制器的指令控制下，系統(tǒng)進行初始化操作；上位機通過嵌入式控制器對高速數(shù)字波形發(fā)生器及分析儀中通道進行重新定義，選取試驗方案規(guī)定的能量或線性能量傳輸 LET值以及注入率，并確定測試位置點；對測試板上的測試芯片進行輻照試驗，第一路為在嵌入式控制器的控制指令下譯碼器B控制繼電器的開關(guān)狀態(tài)，并利用16個繼電器完成對測試板上的測試芯片供電電源的監(jiān)控，并將監(jiān)控結(jié)果通過譯碼器B傳給數(shù)據(jù)采集模塊，數(shù)據(jù)采集模塊通過嵌入式控制器將相關(guān)數(shù)據(jù)傳給上位機，第二路為利用譯碼器A得到16個測試板插座的片選信號后，傳給數(shù)據(jù)采集模塊，再通過嵌入式控制器給上位機，第三路為溫度采集模塊實時采集測試板上的測試芯片運行時的工作溫度，并將其采集結(jié)果通過嵌入式控制器給上位機，通過獲取器件工作溫度與對器件單粒子效應(yīng)的影響，以表征溫度對單粒子效應(yīng)特征參數(shù)的相互關(guān)系；上位機根據(jù)設(shè)定的閾值和第一路傳來的信號，判斷功耗電流是否超過判斷值，判斷是否發(fā)生了單粒子鎖定(SEL),如果是，則記錄數(shù)據(jù)，再結(jié)合第二路傳來的片選信號，如果沒有收到任何片選信號，說明系統(tǒng)死機，被測芯片發(fā)生了不可恢復(fù)的失效， 試驗結(jié)束；如果收到了第二路傳來的片選信號，說明系...
【專利技術(shù)屬性】
技術(shù)研發(fā)人員：安恒，薛玉雄，傅丹膺，楊生勝，陳羅婧，袁春柱，陳磊，馮展祖，把得東，曹洲，
申請(專利權(quán))人：中國航天科技集團公司第五研究院第五一〇研究所，航天東方紅衛(wèi)星有限公司，
類型：發(fā)明
國別省市：
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