一种用于CMOS图像传感器单粒子翻转效应的测试方法技术

本发明专利技术提供了一种用于CMOS图像传感器单粒子翻转效应的测试方法。该方法所涉及的测试系统是由PC机和CMOS图像传感器测试板组成，其中CMOS图像传感器测试板由图像和数据接口、现场可编程门阵列、CMOS图像传感器和外围电路组成，在PC机中设置有图像成像软件和寄存器读写软件，PC机中图像采集卡通过数据线与CMOS图像传感器测试板中的图像和数据接口相连，现场可编程门阵列将图像数据映射成标准图像格式传递给PC机，电源通过外围电路为CMOS图像传感器和现场可编程门阵列供电，寄存器读写软件可读写CMOS图像传感器内部寄存器值，同时将读出值和初值进行比较，判定该寄存器是否发生翻转，并自动统计寄存器发生翻转次数。本发明专利技术所述方法简单快速，计算结果准确，实时性强。

A test method for single event upset effect of CMOS image sensor

【技术实现步骤摘要】
一种用于CMOS图像传感器单粒子翻转效应的测试方法
本专利技术涉及电子器件辐射效应检测
，涉及一种用于CMOS图像传感器单粒子翻转效应的测试方法。
技术介绍
和电耦合器件(CCD)相比较，CMOS图像传感器有着集成度高、速度快、低功耗等优点。而且近些年来，快速发展的CMOS图像传感器生产工艺已经极大提高了CMOS图像传感器的性能，使其可以比拟CCD。因为这些优势，基于CMOS制造工艺的图像传感器已经被应用在空间领域，涉及星敏感器、遥感成像和对地观测等方面。CMOS图像传感器在空间应用时，空间中的质子、中子和重离子会导致CMOS图像传感器发生单粒子翻转，严重时导致其采集图像完全异常。因此需要研发出高抗单粒子翻转的CMOS图像传感器，这就需要在地面模拟空间辐射环境装置上进行单粒子翻转试验，评估其单粒子翻转截面，找出器件对单粒子翻转敏感的寄存器，从而有针对性的进行加固处理。已有的针对CMOS图像传感器单粒子翻转测试方法，主要根据CMOS图像传感器在线采集暗场异常图像倒推对应功能寄存器翻转，这种方法能够推测出CMOS图像传感器某些典型图像异常对应的翻转寄存器，缺点是无法准确建立所有异常图和翻转寄存器对应关系，也不能评估出寄存器翻转截面，因此不能作为CMOS图像传感器单粒子翻转评估方法。本专利技术所述的一种用于CMOS图像传感器单粒子翻转效应测试方法，该方法具有的效果是能够实现评估CMOS图像传感器不同寄存器和器件整体的翻转截面，并建立寄存器翻转和异常图像对应关系。在地面模拟空间环境辐照试验中，在线实时采集CMOS图像传感器内部寄存器值，同时采集暗场图像。依据统计的寄存器翻转次数，评估其翻转截面，为CMOS图像传感器抗辐射评估提供试验指导。在利用地面模拟空间辐射环境装置研究电子元器件单粒子效应时，CMOS图像传感器是放置在辐照室，测试人员需要在外面进行远程控制，实时监测器件工作状况。已有的针对CMOS图像传感器单粒子翻转测试方法，主要根据CMOS图像传感器在线采集暗场异常图像倒推对应功能寄存器翻转，这种方法能够推测出CMOS图像传感器某些典型图像异常对应的某寄存器翻转，缺点是无法准确建立所有异常图和寄存器翻转对应关系，也不能评估出寄存器翻转截面，因此不能作为CMOS图像传感器单粒子翻转评估方法。
技术实现思路
本专利技术的目的在于，在利用地面模拟空间辐射环境装置研究CMOS图像传感器单粒子翻转效应时，实时读取CMOS图像传感器内部寄存器值并采集暗场图像，提供一种用于CMOS图像传感器单粒子翻转效应测试方法，该方法所涉及的测试系统是由PC机和CMOS图像传感器测试板组成，其中CMOS图像传感器测试板由图像和数据接口、现场可编程门阵列(FPGA)、CMOS图像传感器和外围电路组成，在PC机中设置有图像成像软件和寄存器读写软件，PC机中图像采集卡通过数据线与CMOS图像传感器测试板中的图像和数据接口相连，现场可编程门阵列(FPGA)将图像数据映射成标准图像格式传递给PC机，电源通过外围电路为CMOS图像传感器和现场可编程门阵列(FPGA)供电，寄存器读写软件可读写CMOS图像传感器内部寄存器值，同时将读出值和初值进行比较，判定该寄存器是否发生翻转，并自动统计寄存器发生翻转次数。本专利技术所述的一种用于CMOS图像传感器单粒子翻转效应的测试方法，该方法所涉及的测试系统是由PC机和CMOS图像传感器测试板组成，其中CMOS图像传感器测试板由图像和数据接口、现场可编程门阵列、CMOS图像传感器和外围电路组成，在PC机中设置有图像成像软件和寄存器读写软件，PC机中图像采集卡通过数据线与CMOS图像传感器测试板中的图像和数据接口相连，现场可编程门阵列将图像数据映射成标准图像格式传递给PC机，电源通过外围电路为CMOS图像传感器和现场可编程门阵列供电，寄存器读写软件可读写CMOS图像传感器内部寄存器值，同时将读出值和初值进行比较，判定该寄存器是否发生翻转，并自动统计寄存器发生翻转次数，具体操作按下列步骤进行：a、首先安装连接好CMOS图像传感器测试板，然后通过图像和数据接口给内部寄存器写入初值，使得CMOS图像传感器正常工作；b、粒子辐照开始后，实时在线采集暗场图像，并通过图像和数据传输线传输到PC机图像成像软件上，观察图像是否异常；同时，通过寄存器读写软件实时在线读取CMOS图像传感器内部寄存器值，并与已写入寄存器初值进行比较；c、如果比较过程中由某寄存器的值与其初值不相等，则判定该寄存器发生翻转；d、接着对每一个发生翻转寄存器进行翻转次数单独统计，辐照结束后累加所有寄存器翻转次数作为器件整体翻转次数；e、按时间标准挑选出翻转的寄存器和其翻转后采集图像，建立寄存器翻转和异常图像对应关系；f、最后依据单个寄存器翻转次数和寄存器整体翻转次数，评估该CMOS图像传感器单个寄存器和整个器件的翻转截面。本专利技术所述的一种用于CMOS图像传感器单粒子翻转效应的测试方法，该方法首先需要安装连接好CMOS图像传感器测试板，然后通过CMOS图像传感器控制接口给内部寄存器写入初值，使得CMOS图像传感器正常工作；粒子辐照开始后，实时在线采集暗场图像，并通过图像和数据传输线传输到PC端芯片成像软件上，观察图像是否异常；同时，通过寄存器读写软件实时在线读取CMOS图像传感器内部寄存器值，并与已写入寄存器初值进行比较；如果比较过程中发现某寄存器的值与其初值不相等，则判定该寄存器发生翻转；接着对每一个发生翻转寄存器进行翻转次数单独统计，辐照结束后累加所有寄存器翻转次数作为器件整体翻转次数。最后按时间标准挑选出翻转的寄存器和其翻转后采集图像，建立寄存器翻转和图像异常对应关系。依据单个寄存器翻转次数和寄存器整体翻转次数，评估该CMOS图像传感器单个寄存器和整个器件的翻转截面。本专利技术所述的一种用于CMOS图像传感器单粒子翻转效应的测试方法，该方法适用于不同结构，不同工作模式的CMOS图像传感器单粒子翻转效应测试。本专利技术实时性强，方法简单快速，可以实时监测CMOS图像传感器单粒子翻转效应，更加准确评估CMOS图像传感器内部各个单粒子翻转截面，为CMOS图像传感器抗辐射评估提供试验指导。因此本专利技术适用于需要评估或者增强CMOS图像传感器抗辐射能力的器件研制单位、科研院所和航天载荷单位使用。附图说明图1为本专利技术所述的测试系统图；图2为本专利技术观察图像是否异常图；图3为本专利技术Reg_adccnt寄存器翻转对应图像异常图。具体实施方式实施例本专利技术所述的一种用于CMOS图像传感器单粒子翻转效应的测试方法，该方法所涉及的测试系统是由PC机和CMOS图像传感器测试板组成，其中CMOS图像传感器测试板由图像和数据接口、现场可编程门阵列(FPGA)、CMOS图像传感器和外围电路组成，在PC机中设置有图像成像软件和寄存器读写软件，PC机中图像采集卡通过数据线与CMOS图像传感器测试板中的图像和数据接口相连，现场可编程门阵列(FPGA)将图像数据映射成本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种用于CMOS图像传感器单粒子翻转效应的测试方法，其特征在于，该方法所涉及的测试系统是由PC机和CMOS图像传感器测试板组成，其中CMOS图像传感器测试板由图像和数据接口、现场可编程门阵列、CMOS图像传感器和外围电路组成，在PC机中设置有图像成像软件和寄存器读写软件，PC机中图像采集卡通过数据线与CMOS图像传感器测试板中的图像和数据接口相连，现场可编程门阵列将图像数据映射成标准图像格式传递给PC机，电源通过外围电路为CMOS图像传感器和现场可编程门阵列供电，寄存器读写软件可读写CMOS图像传感器内部寄存器值，同时将读出值和初值进行比较，判定该寄存器是否发生翻转，并自动统计寄存器发生翻转次数，具体操作按下列步骤进行：/na、首先安装连接好CMOS图像传感器测试板，然后通过图像和数据接口给内部寄存器写入初值，使得CMOS图像传感器正常工作；/nb、粒子辐照开始后，实时在线采集暗场图像，并通过图像和数据传输线传输到PC机图像成像软件上，观察图像是否异常；同时，通过寄存器读写软件实时在线读取CMOS图像传感器内部寄存器值，并与已写入寄存器初值进行比较；/nc、如果比较过程中由某寄存器的值与其初值不相等，则判定该寄存器发生翻转；/nd、接着对每一个发生翻转寄存器进行翻转次数单独统计，辐照结束后累加所有寄存器翻转次数作为器件整体翻转次数；/ne、按时间标准挑选出翻转的寄存器和其翻转后采集图像，建立寄存器翻转和异常图像对应关系；/nf、最后依据单个寄存器翻转次数和寄存器整体翻转次数，评估该CMOS图像传感器单个寄存器和整个器件的翻转截面。/n...

【技术特征摘要】
1.一种用于CMOS图像传感器单粒子翻转效应的测试方法，其特征在于，该方法所涉及的测试系统是由PC机和CMOS图像传感器测试板组成，其中CMOS图像传感器测试板由图像和数据接口、现场可编程门阵列、CMOS图像传感器和外围电路组成，在PC机中设置有图像成像软件和寄存器读写软件，PC机中图像采集卡通过数据线与CMOS图像传感器测试板中的图像和数据接口相连，现场可编程门阵列将图像数据映射成标准图像格式传递给PC机，电源通过外围电路为CMOS图像传感器和现场可编程门阵列供电，寄存器读写软件可读写CMOS图像传感器内部寄存器值，同时将读出值和初值进行比较，判定该寄存器是否发生翻转，并自动统计寄存器发生翻转次数，具体操作按下列步骤进行：
a、首先安装连接好CMOS图像传感器测试板，然后通...

【专利技术属性】
技术研发人员：文林，蔡毓龙，李豫东，周东，冯婕，郭旗，
申请(专利权)人：中国科学院新疆理化技术研究所，
类型：发明
国别省市：新疆;65