多片隔离式SRAM瞬时剂量率效应在线测试系统技术方案

本发明专利技术涉及一种多片隔离式SRAM瞬时剂量率效应在线测试系统。该系统实现了多路SRAM芯片的隔离切换，同时保证了SRAM瞬时剂量率效应测试的数据可靠性。其主要包括PC计算机、电源系统盒、主控制系统盒以及辐照盒；PC计算机通过RS232串口连接线连接电源系统盒，电源系统盒分别通过两根50米电源线、N根50米长的继电器控制线与主控制系统盒连接；辐照盒与主控制系统盒通过LVDS电缆连接；主控制系统盒通过50米千兆以太网线与PC计算机进行数据传输；所述PC计算机、电源系统盒均置于近端屏蔽测试间内；所述辐照盒、主控制系统盒均置于远端辐照间内；辐照盒的每个目标测试板的同一平面上均安装继电器开关矩阵。

Multi slice isolated SRAM instantaneous dose rate effect online testing system

The invention relates to an on-line testing system for multi slice isolated SRAM instantaneous dose rate effect. The system achieves the isolation and switching of multiple SRAM chips, and ensures the reliability of data for SRAM instantaneous dose rate effect test. It mainly includes PC computer, power supply system box, main control system box and irradiation box; PC computer connects power supply system box through RS232 serial connection line, power supply system box connects with main control system box through two 50-meter power supply lines and N 50-meter relay control lines respectively; irradiation box and main control system box connect with main control system box through LVDS The main control system box transmits data to the PC computer through a 50m Gigabit Ethernet line; the PC computer and the power system box are all placed in the proximal shielding test room; the irradiation box and the main control system box are all placed in the distal irradiation room; and the relays are installed on the same plane of each target test board of the irradiation box. Switch matrix.

【技术实现步骤摘要】
多片隔离式SRAM瞬时剂量率效应在线测试系统
本专利技术涉及一种适用于SRAM静态随机存储器，具体涉及一种多片隔离式SRAM瞬时剂量率效应在线测试系统。
技术介绍
SRAM(StaticRandomAccessMemory)以其存取速度快的特点在电子系统中应用广泛，作为电子系统的核心器件之一，SRAM器件在实际应用中有可能遭遇瞬时电离辐射环境，产生瞬时剂量率效应，SRAM的瞬时剂量率效应直接影响电子系统的抗辐射性能。SRAM辐射效应的测试技术是正确评价其抗辐射能力、科学研究其辐射效应规律的关键技术，对SRAM的抗辐射性能考核、抗辐射加固设计具有重要的意义。国外对SRAM瞬时剂量率效应开展了大量的理论和实验工作，在实验测量方法方面，国外的测量方法一般是进行辐照后全地址测试，即在辐照前全地址写入存储内容，保持加电状态，进行辐照，辐照后对所有地址中的存储内容进行扫描，测量翻转效应，同时监测SRAM的电源电流，测量闩锁效应。现有的“结合全地址和单地址的SRAM瞬时剂量率效应测试系统及方法”，公布号：CN104051026A，中国。其主要模块有上位计算机、测试板、示波器、稳压电源、辐照板、上位计算机；上位计算机通过USB连接线连接测试板，测试板通过长屏蔽排线连接辐照板；辐照板的输出通过长同轴屏蔽电缆连接示波器，稳压电源通过长同轴屏蔽电缆连接辐照板；所述上位计算机、测试板和示波器置于屏蔽间内；所述辐照板置于辐照间。以上提到的SRAM瞬时剂量率效应测试系统其特征是采用50米长屏蔽排线进行数据传输，在50米长距离的数据传输过程中，由于长距离的数据反射，数据的稳定性难以得到保证。并且在数据传输过程中，所有受到辐照的SRAM器件均共用所有的地址线与数据线，这样在有干扰或接触不良的情况下，可能会发生数据的串扰，导致测试数据的不准确性。
技术实现思路
为了弥补现有技术的不足之处，本专利技术提出一种多片隔离式SRAM瞬时剂量率效应在线测试系统，该系统实现了多路SRAM芯片的隔离切换，保证了每一个SRAM芯片数据测试的独立性，使接入测试的芯片与其他芯片之间实现了物理隔离，保证了在瞬时剂量率实验辐照瞬时，待测SRAM芯片只受到瞬时射线的影响，同时更避免了50米长排线测试过程中数据信号反射带来的数据测试错误，保证了SRAM瞬时剂量率效应测试的数据可靠性。本专利技术的具体技术方案是：本专利技术提供了一种多片隔离式SRAM瞬时剂量率效应在线测试系统，包括PC计算机、电源系统盒、主控制系统盒以及辐照盒；PC计算机通过RS232连接线连接电源系统盒，电源系统盒分别通过两根50米电源线、N根50米长的继电器控制线与主控制盒连接。辐照盒与主控制系统盒通过LVDS电缆连接；主控制系统盒通过50米千兆以太网线与PC计算机进行数据传输；所述PC计算机、电源系统盒均置于近端屏蔽测试间内；所述辐照盒、主控制系统盒均置于远端辐照间内；所述辐照盒包括机壳，测试背板、目标测试板及测试载板；机壳内部设置测试背板，测试背板上插装有N个目标测试板；测试背板上还设有用于将LVDS电平转化成TTL电平的第一电压转换及驱动芯片；每个目标测试板的同一平面上均安装继电器开关矩阵以及测试载板；待测SRAM芯片焊接在测试载板上；其中N≥1。进一步地，上述主控制系统盒包括处理器芯片、FPGA、DDR3存储芯片、千兆以太网接口以及用于将TTL电平转化成LVDS电平的第二电压转换及驱动芯片；处理器芯片分别与FPGA、DDR3存储芯片、千兆以太网接口、电压转换及驱动芯片相互连接；主控制系统盒根据不同的待测SRAM芯片产生相应的测试向量，并且采集待测SRAM芯片的测试数据，通过千兆以太网线发送至PC计算机后进行分析记录；主控制系统盒可以完成多只待测SRAM芯片的隔离切换驱动，待测SRAM芯片的隔离切换由每个目标测试板上的继电器开关矩阵实现，继电器开关矩阵的驱动是主控制系统盒根据PC计算机指令实现驱动。主控制系统盒通过第二电压转换及驱动芯片将TTL电平转换为LVDS电平将测试向量传输至辐照盒，相应地辐照盒接口处增加第一电压转换及驱动芯片将LVDS电平转换为TTL电平供给待测SRAM芯片完成测试。进一步地，上述主控制系统盒以及辐照盒均设有J30J接口组件；两者的J30J接口组件通过LVDS电缆连接；J30J接口组件包括两个J30J-66接口和一个J30J-31接口；其中，两个J30J-66接口分别传输待测SRAM芯片的数据位和地址位数据，一个J30J-31接口传输电压和继电器控制信号。进一步地，上述测试载板通过PC104接插件连接器插装在目标测试板上。进一步地，上述50米电源线以及N根50米长的继电器控制线均采用50米长同轴屏蔽电缆。进一步地，上述处理器芯片为Xilinx公司ZYNQ系列处理器XC7Z010。进一步地，上述辐照盒采用铝合金制成且进行导电阳极化处理。进一步地，上述目标测试板通过CY41T200WJ连接器连接在测试背板上，测试背板上装有与CY41T200WJ连接器相配套的CY41Z200BJ连接器插座。本专利技术的有益效果是：1、本专利技术使用继电器开关阵列控制保证了每一时刻只能有一路待测SRAM芯片接入测试总线。实现了被测SRAM芯片与待测SRAM芯片以及主控制系统盒之间的物理隔离，避免了SRAM芯片之间的数据串扰。2、本专利技术使用继电器开关阵列控制SRAM芯片的地址总线、数据总线、控制总线的接入测试或断开。使SRAM芯片的地址总线、数据总线、控制总线只有在接入测试时是导通的，非测试条件下全部是断开的。保证了数据传输线在辐照瞬时与主控制系统盒的物理隔离，使器件在辐射瞬时只受到瞬时射线干扰，提高了数据测试的准确性与可靠性。3、本专利技术利用第二电压转换及驱动芯片与LVDS传输线通过主控制系统盒向辐照盒传输测试向量。辐照盒通过第一电压转换及驱动芯片与LVDS传输线向主控制系统盒传输测试数据，主控制系统盒通过50米屏蔽网络电缆(千兆以太网线)与PC计算机实现远距离测试，避免了以往测试过程中利用50米长的50芯排线进行测试带来的数据反射造成的数据错误，提高了SRAM测试的可靠性。4、本专利技术设计了电源系统盒控制整个测试系统的供电，代替了以往直接使用直流电源为主控制系统盒及SRAM芯片供电的方式，保证了在辐照瞬时只有SRAM芯片保持供电而控制系统已经断电，使得两路系统运行间互不影响，提高了瞬时剂量率辐照实验的准确性。5、本专利技术最多支持32位宽、24根地址线的SARM测试，并可以提供5V以内可自定义电压的驱动，能够满足不同种类SRAM的测试要求。附图说明图1为本专利技术的总体框图。图2为主控制系统盒的原理架构图。图3为辐照盒的原理架构图。图4为辐照盒内部SRAM芯片测试载板正反平面示意图。图5为辐照盒内部目标测试板平面图。图6为辐照盒内部测试背板俯视图。图7为测试系统电源拓扑图。具体实施方式现结合附图对本专利技术作进一步描述：如图1所示，本实施例组成部分包括PC计算机1、电源系统盒2、主控制系统盒3、辐照盒4，其中PC计算机1、电源系统盒2位于近端屏蔽测试间内，主控制系统盒3、辐照盒4位于远端辐照间内。PC计算机1通过RS232串口连接线5与电源系统盒2连接从而对整个系统的供电进行控制。电源系统盒2通过两根50米电源线7本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种多片隔离式SRAM瞬时剂量率效应在线测试系统，其特征在于：包括PC计算机、电源系统盒、主控制系统盒以及辐照盒；PC计算机通过RS232串口连接线连接电源系统盒，电源系统盒分别通过两根50米电源线、N根50米长的继电器控制线与主控制系统盒连接；辐照盒与主控制系统盒通过LVDS电缆连接；主控制系统盒通过50米千兆以太网线与PC计算机进行数据传输；所述PC计算机、电源系统盒均置于近端屏蔽测试间内；所述辐照盒、主控制系统盒均置于远端辐照间内；所述辐照盒包括机壳，测试背板、目标测试板及测试载板；机壳内部设置测试背板，测试背板上插装有N个目标测试板；测试背板上还设有用于将LVDS电平转化成TTL电平的第一电压转换及驱动芯片；每个目标测试板的同一平面上均安装继电器开关矩阵以及测试载板；待测SRAM芯片焊接在测试载板上；其中N≥1。

【技术特征摘要】
1.一种多片隔离式SRAM瞬时剂量率效应在线测试系统，其特征在于：包括PC计算机、电源系统盒、主控制系统盒以及辐照盒；PC计算机通过RS232串口连接线连接电源系统盒，电源系统盒分别通过两根50米电源线、N根50米长的继电器控制线与主控制系统盒连接；辐照盒与主控制系统盒通过LVDS电缆连接；主控制系统盒通过50米千兆以太网线与PC计算机进行数据传输；所述PC计算机、电源系统盒均置于近端屏蔽测试间内；所述辐照盒、主控制系统盒均置于远端辐照间内；所述辐照盒包括机壳，测试背板、目标测试板及测试载板；机壳内部设置测试背板，测试背板上插装有N个目标测试板；测试背板上还设有用于将LVDS电平转化成TTL电平的第一电压转换及驱动芯片；每个目标测试板的同一平面上均安装继电器开关矩阵以及测试载板；待测SRAM芯片焊接在测试载板上；其中N≥1。2.根据权利要求1所述的多片隔离式SRAM瞬时剂量率效应在线测试系统，其特征在于：所述主控制系统盒包括处理器芯片、FPGA、DDR3存储芯片、千兆以太网接口以及用于将TTL电平转化成LVDS电平的第二电压转换及驱动芯片；处理器芯片分别与FPGA、DDR3存储芯片、千兆以太网接口、电压转换及驱动芯片相互连接。3.根据权利要求2所述的多片隔离式SRAM瞬时剂量率效应在线测...

【专利技术属性】
技术研发人员：李俊霖，齐超，陈伟，李瑞宾，杨善潮，
申请(专利权)人：西北核技术研究所，
类型：发明
国别省市：陕西,61