一种用于数字电路单粒子效应试验的系统设计

发布时间：2021-09-23 21:34

　　单粒子效应试验是地面评估元器件抗辐射性能的有效方法。随着航天事业的高速发展,宇航元器件需求逐年增大,对其辐射性能评价的单粒子试验越来越频繁。提出一种通用型单粒子效应试验系统,可满足大部分数字电路的单粒子试验评价需求。从系统架构、硬件设计及软件设计几个方面对单粒子效应试验系统的设计方法进行介绍。基于该系统可以方便地进行不同型号数字电路的单粒子效应试验系统开发,缩短系统开发周期,提升效率。 

【文章来源】：电子与封装. 2020,20(11)

【文章页数】：5 页

【部分图文】：

单粒子效应试验环境

单粒子效应试验的核心是检测元器件在被重离子辐照下产生的单粒子效应。数字电路的单粒子效应最常见为单粒子闩锁（SEL）和单粒子翻转（SEU）。检测单粒子闩锁效应的方法主要是监测辐照过程中元器件的工作电流，如电流急速增大超过阈值且通过软复位不能恢复，则判断发生了单粒子闩锁。器件单粒子闩锁引发的电流大约在0.03～3 A，断电前往往无法恢复正常，严重的会导致器件损毁[5]。检测单粒子翻转效应的方法相对较多，试验中对元器件进行测试较为复杂。即使对于相同的元器件，测试方法不同，测试结果也不相同，甚至差别很大。对于大部分数字电路，都可以采用单机控制金片法来进行辐照时的测试。单机控制金片法是用控制器给两个相同的器件提供系统的输入信号，一个被辐照，另一个被屏蔽。控制器检测并比较两者的输出，当两个器件输出不一致时，则判断发生了单粒子翻转[6]。控制器将错误的数量、模式等信息通过串口发送给NI工控机，由上位机软件处理并存储。系统的工作框图见图2。从图2可见，单粒子效应试验系统主要包括两个部分：试验板和NI工控机。试验板完成对被测器件的初始化并对其进行测试及比对，NI工控机为系统供电，上位机软件能对数据进行处理、存储和检索，同时还具有自动复位和手动复位的功能。两者一起共同完成了对单粒子事件的诊断和记录功能，实现了单粒子辐照性能的评价。3 硬件设计

通用单粒子试验板

【参考文献】：
期刊论文
[1]CAN控制器单粒子效应测试系统的研制[J]. 蔡阳阳,陶伟,郭刚,魏敬和.  中国电子科学研究院学报. 2019(04)
[2]工业以太网芯片单粒子实验测试系统研制[J]. 夏加高,李文新,朱博,王世佳,王志龙.  计算机测量与控制. 2016(03)
[3]针对存储器单粒子效应的测试系统设计[J]. 王雷,蒋见花,谢朝辉,周玉梅.  核电子学与探测技术. 2013(12)
[4]单粒子效应辐射模拟实验研究进展[J]. 贺朝会,李永宏,杨海亮.  核技术. 2007(04)

博士论文
[1]SRAM型FPGA的单粒子效应评估技术研究[D]. 王忠明.清华大学 2011

硕士论文
[1]通用存储器单粒子效应测试系统研究[D]. 杜守刚.西安电子科技大学 2010



本文编号：3406455