一种抗辐照波控专用集成电路制造技术

本发明专利技术公开了一种抗辐照波控专用集成电路，所述大数据帧提取模块提取来自波束控制器的数据；所述数据有效性检测模块对大数据帧提取模块提取的数据采用和校验方式，校验正确则进行小数据包重组，校正错误则丢弃数据帧，并记录校验错误标志位；所述时序组合判断模块为来自波束控制器的发射控制时序和接收控制时序的逻辑组合；所述脉冲宽度检测仅对发射控制时序宽度进行检测，若不超过检测门限则输出给微波组件，超过检测门限则强制把发射控制时序调整为合适宽度再输出，并记录脉冲宽度错误标志位。有利于波控单元小型化设计；易国产化，供货有保障，而进口控制器特别是宇航级控制器供货难以得到保证。

【技术实现步骤摘要】
一种抗辐照波控专用集成电路
本专利技术涉及一种星载相控阵雷达波束控制技术，尤其涉及的是一种抗辐照波控专用集成电路。
技术介绍
波控单元是星载相控阵雷达的重要组成单机，一方面接收波束控制器发过来的波控数据和工作时序，对波控数据进行校验，对工作时序进行检测判断，校验和检测无误就转发给下一级的微波组件；另一方面收集天线阵面微波组件发过来的故障信息，连同校验错误、时序检测错误、A/D采样数据等一起打包回传给波束控制器。空间环境中存在大量重离子、质子等高能粒子，当有单个高能粒子撞击波控单元内部的控制器时，会导致器件中存储的配置数据逻辑值发生翻转，由原存储状态“1”翻转为“0”，或者由原存储状态“0”翻转为“1”，从而引发逻辑电路电平的改变，导致程序错误或系统功能异常，这种现象称为单粒子翻转效应。高能粒子还会触发CMOS电路中的可控硅结构导通，在电源和地之间形成低电阻大电流通路导致电源过载直到器件失效烧毁，这种现象称为单粒子闩锁效应。在现有星载波控单元设计所采用的控制器中，SRAM型FPGA内部资源丰富，设计灵活，但是内部的RAM存储单元对单粒子效应很敏感。反熔丝FPGA烧录完成后就无法修改配置存储位，因此在轨运行时其配置位不会发生单粒子翻转，但其内部的RAM存储单元对单粒子效应并不免疫，受到强粒子入射仍然会发生单粒子翻转。专用集成电路(applicationspecificintegratedcircuits，ASIC)简称为“ASIC”，是一种功能和内部逻辑完全固化的定制集成电路，它一方面能将大量逻辑电路集成于单颗芯片中，有利于器件小型化和低功耗设计；另一方面ASIC器件内部不存在带有大量可编程逻辑存储单元的控制内核，采用了特殊的硬件防护工艺来满足单粒子翻转的要求，对空间辐射和单粒子翻转效应具有免疫力，可以较好满足波控单元内部控制器抗辐照设计要求。
技术实现思路
本专利技术所要解决的技术问题在于：目前星载相控阵雷达波控单元内部控制器存在的单粒子翻转、单粒子闩锁等可靠性设计问题，提供了一种抗辐照波控专用集成电路。本专利技术是通过以下技术方案解决上述技术问题的，本专利技术包括波控数据转发模块、时序检测分发模块、遥测数据回传模块，所述波控数据转发模块包括依次连接的大数据帧提取模块、数据有效性检测模块、小数据包重组和RS422差分驱动模块，所述时序检测分发模块包括时序组合判断模块、脉冲宽度检测模块，所述遥测数据回传模块包括回馈数据帧模块、A/D转换器、RS422差分接收模块；所述大数据帧提取模块提取来自波束控制器的数据；所述数据有效性检测模块对大数据帧提取模块提取的数据采用和校验方式，校验正确则进行小数据包重组，校正错误则丢弃数据帧，并记录校验错误标志位；所述时序组合判断模块为来自波束控制器的发射控制时序和接收控制时序的逻辑组合，时序组合逻辑判断正确则输出时序给微波组件，时序组合逻辑判断错误则强制转换为安全态，并记录时序组合错误标志位；所述脉冲宽度检测仅对发射控制时序宽度进行检测，若不超过检测门限则输出给微波组件，超过检测门限则强制把发射控制时序调整为合适宽度再输出，并记录脉冲宽度错误标志位；所述RS422差分驱动模块用于向各微波组件发送小数据包重组后的波控数据；所述RS422差分接收模块用于接收来自微波组件的BIT故障信息后送给回馈数据帧；所述A/D转换器将模拟信号转换为数字信号；所述回馈数据帧模块收集A/D转换器的采样数据、微波组件BIT信息、脉冲宽度错误、时序组合错误、数据校验错误状态信息并发送给波束控制器。所述大数据帧提取模块负责从波束控制器以串行通信方式接收波控数据，波特率最大10Mbps。所述脉冲宽度检测模块的检测门限通过专用集成电路外部所接电阻和电容来确定。所述脉冲宽度检测模块仅对发射控制时序宽度TR_T进行检测，检测门限通过引脚PW1和PW2所接电阻R3和电容C2的时间常数来τ(τ＝R*C)确定，若不超过检测门限则输出TR_T，超过检测门限则强制把发射控制时序调整为合适宽度再输出，并记录脉冲宽度错误标志位。所述专用集成电路采用直流+5V供电，A/D转换器支持8路差分模拟信号的循环采集，模拟信号均以+5V为8bit满量程线形量化，即0x00代表0V，0xFF代表+5V。所述大数据帧提取模块提取的大数据帧包括帧头0xAABB、Data2使能输出位、8个T/R组件控制数据、1个TTDL组件的控制数据和校验位，一共有264bit，其中，每个T/R组件的控制数据长度为24bit，TTDL组件的控制数据长度也是24bit，帧头0xAABB、Data2使能输出位以及6个备用位组成了24bit，校验位为24bit。所述数据有效性检测模块采用和校验方式，即前240位数据按照每24位相加所得到的结果与校验位相比较，相等则认为校验正确，立即按照24bit一段进行小数据包重组后发送给T/R组件和TTDL组件，不相等则认为校验错误，丢弃该数据帧，并记录校验错误标志位。所述时序组合判断模块为来自波束控制器的发射控制时序TR_T和接收控制时序TR_R的逻辑组合，TR_T和TR_R逻辑上不能同时有效，引脚E_T用来设置TR_T有效的逻辑电平，引脚E_R用来设置TR_R有效的逻辑电平，若引脚E_T和引脚E_R均接到+5V，那么时序TR_T和TR_R不能同时为逻辑高电平，若检测到TR_T和TR_R同时为逻辑高电平，则强制将TR_T和TR_R转换成逻辑低电平，并记录时序组合错误标志位，若时序TR_T和TR_R逻辑组合无误，那么时序TR_T继续进行下一步脉冲宽度检测，而时序TR_R同时转发给引脚TR_R_1和引脚TR_R_2发给T/R组件和TTDL组件。本专利技术相比现有技术具有以下优点：本专利技术可靠度高，该专用集成电路内部均没有可编程逻辑存储单元，具有耐辐射和单粒子翻转效应免疫力；集成度高，该专用集成电路内部集成数字逻辑单元、A/D转换器、RS422差分驱动、RS422差分接收等多个电路模块，有利于波控单元小型化设计；易国产化，供货有保障，而进口控制器特别是宇航级控制器供货难以得到保证；成本低，与昂贵的进口控制器相比，专用集成电路在批量生产时成本可以大幅降低；保密性强，专用集成电路就相当于一个黑匣子，难于仿造。附图说明图1是本专利技术的电路结构示意框图；图2是本专利技术的电路图。具体实施方式下面对本专利技术的实施例作详细说明，本实施例在以本专利技术技术方案为前提下进行实施，给出了详细的实施方式和具体的操作过程，但本专利技术的保护范围不限于下述的实施例。如图1所示，本实施例包括波控数据转发模块、时序检测分发模块、遥测数据回传模块，所述波控数据转发模块包括依次连接的大数据帧提取模块、数据有效性检测模块、小数据包重组和RS422差分驱动模块，所述时序检测分发模块包括时序组合判断模块、脉冲宽度检测模块，所述遥测数据回传模块包括回馈数据帧模块、A/D转换器、RS422差分接收模块；所述大数据帧提取模块提取来自波束控制器的数据；所述数据有效性检测模块对大数据帧提取模块提取的数据采用和校验方式，校验正确则进行小数据包重组，校正错误则丢弃数据帧，并记录校验错误标志位；所述时序组合判断模块为来自波束控制器的发射控制时序和接收控制时序的逻辑组合，时序组合逻辑判断正确则输出时序给微波组件，时本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种抗辐照波控专用集成电路，其特征在于，包括波控数据转发模块、时序检测分发模块、遥测数据回传模块，所述波控数据转发模块包括依次连接的大数据帧提取模块、数据有效性检测模块、小数据包重组和RS422差分驱动模块，所述时序检测分发模块包括时序组合判断模块、脉冲宽度检测模块，所述遥测数据回传模块包括回馈数据帧模块、A/D转换器、RS422差分接收模块；所述大数据帧提取模块提取来自波束控制器的数据；所述数据有效性检测模块对大数据帧提取模块提取的数据采用和校验方式，校验正确则进行小数据包重组，校正错误则丢弃数据帧，并记录校验错误标志位；所述时序组合判断模块为来自波束控制器的发射控制时序和接收控制时序的逻辑组合，时序组合逻辑判断正确则输出时序给微波组件，时序组合逻辑判断错误则强制转换为安全态，并记录时序组合错误标志位；所述脉冲宽度检测仅对发射控制时序宽度进行检测，若不超过检测门限则输出给微波组件，超过检测门限则强制把发射控制时序调整为合适宽度再输出，并记录脉冲宽度错误标志位；所述RS422差分驱动模块用于向各微波组件发送小数据包重组后的波控数据；所述RS422差分接收模块用于接收来自微波组件的BIT故障信息后送给回馈数据帧；所述A/D转换器将模拟信号转换为数字信号；所述回馈数据帧模块收集A/D转换器的采样数据、微波组件BIT信息、脉冲宽度错误、时序组合错误、数据校验错误状态信息并发送给波束控制器。...

【技术特征摘要】
1.一种抗辐照波控专用集成电路，其特征在于，包括波控数据转发模块、时序检测分发模块、遥测数据回传模块，所述波控数据转发模块包括依次连接的大数据帧提取模块、数据有效性检测模块、小数据包重组和RS422差分驱动模块，所述时序检测分发模块包括时序组合判断模块、脉冲宽度检测模块，所述遥测数据回传模块包括回馈数据帧模块、A/D转换器、RS422差分接收模块；所述大数据帧提取模块提取来自波束控制器的数据；所述数据有效性检测模块对大数据帧提取模块提取的数据采用和校验方式，校验正确则进行小数据包重组，校正错误则丢弃数据帧，并记录校验错误标志位；所述时序组合判断模块为来自波束控制器的发射控制时序和接收控制时序的逻辑组合，时序组合逻辑判断正确则输出时序给微波组件，时序组合逻辑判断错误则强制转换为安全态，并记录时序组合错误标志位；所述脉冲宽度检测仅对发射控制时序宽度进行检测，若不超过检测门限则输出给微波组件，超过检测门限则强制把发射控制时序调整为合适宽度再输出，并记录脉冲宽度错误标志位；所述RS422差分驱动模块用于向各微波组件发送小数据包重组后的波控数据；所述RS422差分接收模块用于接收来自微波组件的BIT故障信息后送给回馈数据帧；所述A/D转换器将模拟信号转换为数字信号；所述回馈数据帧模块收集A/D转换器的采样数据、微波组件BIT信息、脉冲宽度错误、时序组合错误、数据校验错误状态信息并发送给波束控制器。2.根据权利要求1所述的一种抗辐照波控专用集成电路，其特征在于，所述大数据帧提取模块负责从波束控制器以串行通信方式接收波控数据，波特率最大10Mbps。3.根据权利要求1所述的一种抗辐照波控专用集成电路，其特征在于，所述脉冲宽度检测模块的检测门限通过专用集成电路外部所接电阻和电容来确定。4.根据权利要求3所述的一种抗辐照波控专用集成电路，其特征在于，所述脉冲宽度检测模块仅对发射控制时序宽度TR_T进行检测，检测门限通过引脚PW1和PW2所接电阻R3和电容C2的时间常数来τ(τ＝R*C)确定，...

【专利技术属性】
技术研发人员：肖文光，赵宁，姚佰栋，张宏财，段玲琳，李艳华，
申请(专利权)人：中国电子科技集团公司第三十八研究所，
类型：发明
国别省市：安徽,34