一种JESD204B协议高速发送器单粒子错误率的测试系统及方法技术方案

一种JESD204B协议高速发送器单粒子错误率的测试系统及方法，将高速发送器和可编程逻辑器件搭建成测试系统，可编程逻辑器件产生并行数据给高速发送器的并行端，同时配置高速发送器；高速发送器产生的串行数据发送给可编程逻辑器件并进行串并转换，然后可编程逻辑器件对低速的数据进行解析，检测高速发送器的单粒子错误率。本发明专利技术有效的提高了单粒子机时利用率，且数据链路完整，利用可编程逻辑器件将高速串行数据解串为低速的并行数据进行处理，而不是利用误码仪和高速示波器等昂贵的仪器进行监测，提升高速信号测试稳定性，并且降低了试验成本；按照不同错误类型自动分类进行统计，提高了测试效率。

【技术实现步骤摘要】
一种JESD204B协议高速发送器单粒子错误率的测试系统及方法
本专利技术涉及一种JESD204B协议高速发送器单粒子错误率的测试方法，属于半导体集成电路抗空间单粒子效应能力验证

技术介绍
随着宇航技术的迅速发展，总线传输带宽已经成为了限制空间飞行器整体性能的关键因素，传统的数据总线已经不能满足日益增长的通讯数据量，因此研制出更新型的高速接口成为提高数据传输效率的关键，JESD204B系列发送器接口采用高速串行链路传输可以有效的解决数据总线面临的问题。当空间飞行器长期处于恶劣的空间辐射环境中，其中电子设备容易受到空间粒子辐射效应的影响从而发生错误甚至失效，从而影响整个系统的稳定性，因而需要对JESD204B系列发送器接口的单粒子敏感性进行评估。目前针对该系列接口的测试主要依赖于误码仪、高速示波器等昂贵的设备，但将这些仪器搬运至辐射试验现场是很困难的，而且试验现场具有电磁干扰噪声大，不便于安装的特点，因而需要开发便捷、高效的测试系统来评估接口电路的单粒子的敏感性，并降低试验成本。
技术实现思路
本专利技术的技术解决问题是：克服现有技术的不足之处，提供一种JESD204B协议高速发送器单粒子错误率的测试系统及方法，该方法利用可编程逻辑器件把高速串行数据转化为低速并行数据进行单粒子错误率的测试，从而克服了高速信号测试对测试环境要求高、稳定性差，需要利用误码仪等昂贵仪器搬运至试验现场进行测试的缺点。本专利技术的技术解决方案是：JESD204B协议高速发送器单粒子错误率的测试系统，包括：并行数据产生模块、系统参数配置模块、单粒子翻转检测模块、单粒子功能中断检测模块；并行数据产生模块产生并行数据作为待测试高速发送器的输入；系统参数配置模块根据测试要求配置所述高速发送器的工作模式；待测试高速发送器置于辐照范围内，单粒子功能中断检测模块，实时监控待测试高速发送器在当前工作模式下传输层、链路层、物理层各层是否出现单粒子中断错误，若出现单粒子中断错误，则发出自动复位指令至并行数据产生模块、系统参数配置模块，控制并行数据产生模块、系统参数配置模块自动复位并重新开始新的处理；记录发生单粒子中断的次数以及发生单粒子中断的位置；单粒子翻转检测模块接收所述高速发送器返回的串行数据并转化为并行数据，将并行数据处理后与并行数据产生模块产生的并行数据进行比对检测，记录粒子注量达到预设总注量期间的单粒子翻转次数。优选的，所述的并行数据产生模块、系统参数配置模块、单粒子翻转检测模块、单粒子功能中断检测模块通过在一片具有接收器的FPGA上实现。优选的，所述的单粒子翻转检测模块通过具有JESD204B协议的IP核实现，或者通过FPGA中的SERDES硬核实现将所述高速发送器返回的串行数据并转化为并行数据，通过FPGA中重新设置模块实现将并行数据处理后与并行数据产生模块产生的并行数据进行比对检测，记录粒子注量达到预设总注量期间的单粒子翻转次数。优选的，还包括人机操作界面，通过人机操作界面发出测试开始指令，以及根据测试需求发出指令控制并行数据产生模块产生对应的并行数据，控制系统参数配置模块进行对应的工作模式配置；接收单粒子翻转检测模块、单粒子功能中断检测模块返回的单粒子中断次数、单粒子中断位置以及单粒子翻转次数进行存储并显示。优选的，所述的并行数据包括正弦码型、递增数码型、锯齿波码型、三角波码型、Prbs7伪随机码型；最优的为Prbs7伪随机码型。优选的，所述的单粒子功能中断检测模块，包括单粒子中断监控子模块、错误指示检测模块；若出现单粒子中断错误，则通知错误指示检测模块进行检测；错误指示检测模块通过SPI接口查询错误表示寄存器的方式确定当前单粒子中断发生的位置，发出自动复位指令至并行数据产生模块、系统参数配置模块，控制并行数据产生模块、系统参数配置模块自动复位并重新开始新的处理；记录发生单粒子中断的次数以及发生单粒子中断的位置。JESD204B协议高速发送器单粒子错误率的测试方法，通过下述方式实现：(1)将待测试高速发送器安装在粒子入射的有效范围内，并设置辐照条件，等待开始辐照；(2)根据测试开始指令的控制，向待测试高速发送器输入并行数据并配置其工作模式，开始辐照，转步骤(3)；当接收到自动复位指令时，通过自动复位的方式重新向待测试高速发送器输入并行数据并配置其工作模式，转步骤(3)；(3)待测试高速发送器的传输层接收并行数据，开始按照当前工作模式进行工作，判断是否出现单粒子中断错误，若出现，则发出自动复位指令，同时查询错误表示寄存器记录单粒子中断的位置；转步骤(2)，否则，转步骤(4)；(4)待测试高速发送器的链路层对帧数据进行加扰、8B/10B编解码和后续链路操作，判断操作过程中是否出现单粒子中断错误，若出现，则发出自动复位指令，同时查询错误表示寄存器记录单粒子中断的位置；转步骤(2)，否则，转步骤(5)；(5)待测试高速发送器的物理层对链路层传输的数据进行并串转换操作，使得数据以流的方式进行传输；判断是否出现单粒子中断错误，若出现，则发出自动复位指令，同时查询错误表示寄存器记录单粒子中断的位置；转步骤(2)，否则，转步骤(6)；(6)对待测试高速发送器的物理层处理后的串行数据进行串并转换，并将当前得到的并行数据处理后与并行数据产生模块产生的并行数据进行比对检测，记录粒子注量达到预设总注量期间的单粒子翻转次数。优选的，所述的辐照条件包括粒子能量、粒子射程、粒子注量率和粒子入射范围；粒子能量以加速器方提供为准注量率：5000ion/(cm2·s)至8000ion/(cm2·s)；粒子入射范围为30mm×30mm至50mm×50mm，需要覆盖整个器件；粒子的射程至少为30μm；优选的，所述的工作模式覆盖待测试高速发送器的所有串行通道。优选的，所述的单粒子中断错误包括测试过程中传输层、链路层、物理层检测出来的单粒子中断错误以及由于单粒子翻转导致的单粒子中断错误；所述的由于单粒子翻转导致的单粒子中断错误为步骤(6)中比对检测过程中单粒子翻转个数超过当前并行数据总位数60％时标记为一次单粒子中断错误。本专利技术与现有技术相比的有益效果是：(1)本专利技术有效的提高了单粒子机时利用率，且数据链路完整，利用可编程逻辑器件将高速串行数据解串为低速的并行数据进行处理，而不是利用误码仪和高速示波器等昂贵的仪器进行监测，提升高速信号测试稳定性，并且降低了试验成本，同时免去了仪器安装时间，从而节省了机时，按照不同错误类型自动分类进行统计，提高了测试效率。(2)系统将高速信号转化为低速信号进行检测，提高了测试系统的稳定性，降低了外部环境对测试的干扰；(3)在试验过程中同时监测单粒子功能中断和翻转，当中断时会自动复位，而不是手动复位浪费时间，因而提高了机时的利用率。(4)自动统计单粒子功能中断和单粒子翻转，并可指明是电路被辐照时是哪一部分出现功能错误，便于分析各个部分对单粒子的敏感性。(5)本专利技术当单粒子翻转错误数异常时，会判定为一次功能中断，并自动丢弃无效翻转数据，从而使得单粒子翻转错误数更能准确的描述高速接收器的误码率。附图说明图1是本专利技术系统的结构示意图。图2是单粒子错误率检测实现的流程图。具体实施方式如图1所示，本专利技术由人机操作界面、可编程逻辑器件和高速发送器组本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.JESD204B协议高速发送器单粒子错误率的测试系统，其特征在于包括：并行数据产生模块、系统参数配置模块、单粒子翻转检测模块、单粒子功能中断检测模块；并行数据产生模块产生并行数据作为待测试高速发送器的输入；系统参数配置模块根据测试要求配置所述高速发送器的工作模式；待测试高速发送器置于辐照范围内，单粒子功能中断检测模块，实时监控待测试高速发送器在当前工作模式下传输层、链路层、物理层各层是否出现单粒子中断错误，若出现单粒子中断错误，则发出自动复位指令至并行数据产生模块、系统参数配置模块，控制并行数据产生模块、系统参数配置模块自动复位并重新开始新的处理；记录发生单粒子中断的次数以及发生单粒子中断的位置；单粒子翻转检测模块接收所述高速发送器返回的串行数据并转化为并行数据，将并行数据处理后与并行数据产生模块产生的并行数据进行比对检测，记录粒子注量达到预设总注量期间的单粒子翻转次数。

【技术特征摘要】
1.JESD204B协议高速发送器单粒子错误率的测试系统，其特征在于包括：并行数据产生模块、系统参数配置模块、单粒子翻转检测模块、单粒子功能中断检测模块；并行数据产生模块产生并行数据作为待测试高速发送器的输入；系统参数配置模块根据测试要求配置所述高速发送器的工作模式；待测试高速发送器置于辐照范围内，单粒子功能中断检测模块，实时监控待测试高速发送器在当前工作模式下传输层、链路层、物理层各层是否出现单粒子中断错误，若出现单粒子中断错误，则发出自动复位指令至并行数据产生模块、系统参数配置模块，控制并行数据产生模块、系统参数配置模块自动复位并重新开始新的处理；记录发生单粒子中断的次数以及发生单粒子中断的位置；单粒子翻转检测模块接收所述高速发送器返回的串行数据并转化为并行数据，将并行数据处理后与并行数据产生模块产生的并行数据进行比对检测，记录粒子注量达到预设总注量期间的单粒子翻转次数。2.根据权利要求1所述的系统，其特征在于：所述的并行数据产生模块、系统参数配置模块、单粒子翻转检测模块、单粒子功能中断检测模块通过在一片具有接收器的FPGA上实现。3.根据权利要求2所述的系统，其特征在于：所述的单粒子翻转检测模块通过具有JESD204B协议的IP核实现，或者通过FPGA中的SERDES硬核实现将所述高速发送器返回的串行数据并转化为并行数据，通过FPGA中重新设置模块实现将并行数据处理后与并行数据产生模块产生的并行数据进行比对检测，记录粒子注量达到预设总注量期间的单粒子翻转次数。4.根据权利要求1或2所述的系统，其特征在于：还包括人机操作界面，通过人机操作界面发出测试开始指令，以及根据测试需求发出指令控制并行数据产生模块产生对应的并行数据，控制系统参数配置模块进行对应的工作模式配置；接收单粒子翻转检测模块、单粒子功能中断检测模块返回的单粒子中断次数、单粒子中断位置以及单粒子翻转次数进行存储并显示。5.根据权利要求1或2所述的系统，其特征在于：所述的并行数据包括正弦码型、递增数码型、锯齿波码型、三角波码型、Prbs7伪随机码型；最优的为Prbs7伪随机码型。6.根据权利要求1或2所述的系统，其特征在于：所述的单粒子功能中断检测模块，包括单粒子中断监控子模块、错误指示检测模块；若出现单粒子中断错误，则通知错误指示检测模块进行检测；错误指示检测模块通过SPI接口查询错误表示寄存器的方式确定当前单粒子中断发生的位置，发出自动复位指令至并行数据产生...

【专利技术属性】
技术研发人员：李哲，郑宏超，边强，陈茂鑫，宋小敬，毕潇，杜守刚，于春青，赵旭，穆里隆，彭惠薪，徐雷霈，张栩燊，董方磊，武永俊，
申请(专利权)人：北京时代民芯科技有限公司，北京微电子技术研究所，
类型：发明
国别省市：北京,11