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技术方案

本发明专利技术涉及一种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，利用了微控制器芯片和FPGA实现对被测SRAM的状态控制，使被测SRAM既可工作在地址固定的单地址测试状态，又可工作在全地址扫描的全地址测试状态，同时满足捕获数据瞬时变化波形和回读所有地址单元数据的测试需求，能够给出存储单元数据辐射瞬时的扰动波形数据、整个SRAM翻转单元数量及其逻辑地址分布。本发明专利技术支持8位宽、16位宽和32位宽SRAM的测试，提供5V内可自定义电压等级驱动，能够满足不同位宽、容量、电压等级的各种SRAM的测试要求。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术属于电子元器件辐射效应测试系统，具体涉及一种适用于SRAM静态随机存储器，Static Random Access Memory瞬时剂量率效应测试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。
技术介绍
SRAM是电子系统的核心器件之一。实际应用中SRAM可能遭遇瞬时电离辐射环境，产生瞬时剂量率效应，SRAM的剂量率效应直接影响电子系统的抗辐射性能。SRAM辐射效应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。在国内，进行SRAM瞬时剂量率效应测量一般是通过两种方法，一是SRAM使用单位在性能考核时采取的全地址测试方法，将存储器接入计算机系统，通过判定计算机工作情况判定存储器是否翻转。该方法的主要问题为：不能断定计算机工作错误是由于存储器翻转还是由于计算机芯片或其它部件造成的；不能判定存储器是瞬时翻转还是永久翻转；存储器瞬时翻转时不能给出存储器的翻转时间和翻转位置；不能形成普适的实验规范，实验结果对生产厂家没有指导意义。SRAM生产单位采取的方法是单地址测试方法，即辐照前在某个地址内写入数据，辐照时，测量这个地址所有存储单元或部分存储单元的存储内容在辐照瞬间的响应，这种方法主要测量存储单元的翻转效应及扰动效应。这种方法的主要问题是：SRAM中某一个地址的辐射响应不一定能代表整个存储器的辐射效应；不能给出全地址翻转的分布规律；不能找出效应敏感区域，以指导生产厂家进行针对性加固。
技术实现思路
要解决的技术问题为了避免现有技术的不足之处，本专利技术提出一种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，既能对SRAM全地址范围内的存储单元翻转情况进行测试，又能测试单地址存储单元数据在辐照瞬时的辐射响应，成功实现了全地址测试和单地址测试的结合。技术方案一种结合全地址和单地址的SRAM瞬时剂量率效应测试系统，其特征在于包括上位计算机1、测试板2、示波器3、稳压电源4、辐照板5；上位计算机1通过USB连接线连接测试板2，测试板通过长屏蔽排线2连接辐照板5；辐照板5的输出通过长同轴屏蔽电缆连接示波器3，稳压电源4通过长同轴屏蔽电缆连接辐照板5；所述上位计算机、测试板和示波器置于屏蔽测试间内；所述辐照板5置于辐照间。所述测试板包括微控制器芯片和FPGA；与FPGA通过Slave FIFO接口连接；FPGA从微控制器接收上位计算机发送的数据或指令，根据指令对辐照板上的被测SRAM进行相应的读写操作和状态控制，并通过FPGA对微控制器的操作向上位计算机返回测试数据。所述同轴屏蔽电缆为50米长同轴屏蔽电缆。所述长屏蔽排线为50米长屏蔽排线。一种采用所述系统进行测量的方法，其特征在于步骤如下：步骤1：对辐照板上的被测SRAM加电，测量电源电流；步骤2：用全地址测量单元在SRAM每个存储单元中写入55H，再把所有存储单元的内容读出来，确保SRAM的读写功能正常，之后把地址线固定于10101010101，SRAM的状态设置为“读状态”；步骤3：利用示波器对地址10101010101内的数据进行测量，记录并保存测量值，此为存储单元辐照前存储内容；步骤4：进行辐照，记录并保存辐照时10101010101单元内的存储内容的变化，此为该单元存储内容的辐照瞬间效应信号；步骤5：测量SRAM的电源电流，如电源电流没有变化，重新触发示波器，测量并保存10101010101单元内的存储内容，此为该单元辐照后的存储内容；利用全地址测量单元对SRAM进行全地址扫描，测量所有地址内的存储内容；再测量SRAM的读写功能；SRAM重新加电，测量读写功能；如果辐照后SRAM的电源电流增加，并且在规定的时间内没有恢复，则SRAM重新加电，测量电源电流及读写功能。有益效果本专利技术提出的一种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优点是：1、本专利技术利用了微控制器芯片和FPGA实现对被测SRAM的状态控制，使被测SRAM既可工作在地址固定的单地址测试状态，又可工作在全地址扫描的全地址测试状态，同时满足捕获数据瞬时变化波形和回读所有地址单元数据的测试需求，能够给出存储单元数据辐射瞬时的扰动波形数据、整个SRAM翻转单元数量及其逻辑地址分布。2、本专利技术设计了电平转换电路用于驱动被测SRAM，能够实现50米长距离的测试，可使测试板远离辐照区域、避免瞬时电离辐射及其感生电磁脉冲引入强干扰的影响，从而保证测试的可靠性。3、本专利技术支持8位宽、16位宽和32位宽SRAM的测试，提供5V内可自定义电压等级驱动，能够满足不同位宽、容量、电压等级的各种SRAM的测试要求。附图说明图1、测试系统硬件构成图2、测试板结构组成图3、FPGA输出控制引脚图4、电平转换电路构成图5、SRAM瞬时剂量率效应测试流程具体实施方式现结合实施例、附图对本专利技术作进一步描述：本实施例组成部分包括上位计算机1、测试板2、示波器3、台式稳压电源4、辐照板5，其中上位计算机、测试板、示波器位于屏蔽测试间内，辐照板位于辐照间。上位计算机1通过USB连接线6与测试板2连接、进行指令下达和数据传输，测试板2通过50米长的屏蔽排线7与辐照板5连接、对辐照板5上的被测SRAM进行读写操作和状态控制；台式稳压电源4通过50米长的同轴屏蔽电缆8向辐照板5上的被测SRAM供电，示波器3通过50米长的同轴屏蔽电缆9连接至辐照板5的数据端口、捕获数据波形。测试板主要组成包括微控制器芯片、FPGA现场可编程门阵列，Field Programmable Gate Array，FPGA从微控制器接收上位计算机发送的数据或指令，根据指令对辐照板上的被测SRAM进行相应的读写操作和状态控制，并通过FPGA对微控制器的操作向上位计算机返回测试数据。FPGA通过电平转换电路驱动辐照板上的被测SRAM，不同电压偏置下的电平转换电路驱动不同电压等级的被测SRAM、实现对不同电压等级SRAM的测试，电平转换电路提高FPGA的驱动能力、实现5本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种结合全地址和单地址的SRAM瞬时剂量率效应测试系统，其特征在于包括上位计算机(1)、测试板(2)、示波器(3)、稳压电源(4)、辐照板(5)；上位计算机(1)通过USB连接线连接测试板(2)，测试板通过长屏蔽排线(2)连接辐照板(5)；辐照板(5)的输出通过长同轴屏蔽电缆连接示波器(3)，稳压电源(4)通过长同轴屏蔽电缆连接辐照板(5)；所述上位计算机、测试板和示波器置于屏蔽测试间内；所述辐照板(5)置于辐照间。

【技术特征摘要】
1.一种结合全地址和单地址的SRAM瞬时剂量率效应测试系统，其特征在于包括上
位计算机(1)、测试板(2)、示波器(3)、稳压电源(4)、辐照板(5)；上位计
算机(1)通过USB连接线连接测试板(2)，测试板通过长屏蔽排线(2)连接辐
照板(5)；辐照板(5)的输出通过长同轴屏蔽电缆连接示波器(3)，稳压电源(4)
通过长同轴屏蔽电缆连接辐照板(5)；所述上位计算机、测试板和示波器置于屏
蔽测试间内；所述辐照板(5)置于辐照间。
2.根据权利要求1所述结合全地址和单地址的SRAM瞬时剂量率效应测试系统，其
特征在于：所述测试板包括微控制器芯片和FPGA；与FPGA通过Slave FIFO接
口连接；FPGA从微控制器接收上位计算机发送的数据或指令，根据指令对辐照板
上的被测SRAM进行相应的读写操作和状态控制，并通过FPGA对微控制器的操
作向上位计算机返回测试数据。
3.根据权利要求1所述结合全地址和单地址的SRAM瞬时剂量率效应测试系统，其特
征在于：所述同轴屏蔽电缆为50米长同轴屏蔽电缆。
4.根据权利要求1所述结合全地址和单地址的SRAM瞬时剂量率效应测试系统，其
特征在于：所述长屏...

【专利技术属性】
技术研发人员：齐超，郭晓强，林东生，王桂珍，陈伟，扬善潮，李瑞宾，白小燕，
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