一种集成电路单粒子闭锁在线监测系统及方法技术方案

本发明专利技术涉及一种辐射效应检测系统及方法，具体涉及一种集成电路单粒子闭锁在线监测系统及方法，解决被测器件在发生单粒子闭锁的情况下，对被测器件执行断电和重新上电的操作难以满足新型器件的辐射效应测试要求，且现有闭锁控制方法造成控制计算机开销大，其增加了多参数并行测试的设计难度，同时该测试系统在通用性方面存在一定限制的技术问题，该集成电路单粒子闭锁在线监测系统，包括控制模块、数据收发模块、数据处理模块、电流监测模块、电流采集模块、供电控制模块、供电开关以及激励测试模块；具有较好的通用性。本发明专利技术还提供了一种集成电路单粒子闭锁在线监测方法，可以更为高效的实现集成电路单粒子闭锁在线监测及处理。效的实现集成电路单粒子闭锁在线监测及处理。效的实现集成电路单粒子闭锁在线监测及处理。

【技术实现步骤摘要】
一种集成电路单粒子闭锁在线监测系统及方法


[0001]本专利技术涉及一种辐射效应检测系统及方法，具体涉及一种集成电路单粒子闭锁在线监测系统及方法。

技术介绍

[0002]空间环境中的高能粒子会引起集成电路的单粒子效应，主要包括单粒子闭锁、单粒子翻转、单粒子功能中断等。单粒子闭锁一般发生在CMOS器件的工艺集成电路中；CMOS器件固有的P+NPN+四层结构，构成了可控硅结构，高能粒子的入射可以触发可控硅导通，进入大电流再生状态，从而发生单粒子闭锁。当CMOS器件发生闭锁时，电源电流会迅速增大，必须在尽可能短的时间内切断电流,以防止CMOS器件烧毁。开展集成电路的单粒子效应地面模拟试验是评估集成电路抗单粒子性能的重要手段。进行集成电路的单粒子闭锁效应检测及处理时，一般是检测到被测器件的电流大于设定的阈值电流后，关闭所对应的电源通道，并等待指定的时间后，重新开启电源通道。
[0003]随着集成电路设计工艺的不断发展，进行单粒子闭锁监测和处理时，需要解决以下关键问题：(1)避免上电时的瞬时大电流造成测试系统误判；对于规模很大的集成电路，其容性阻抗和感性阻抗较大时，上电过程中会存在瞬时大电流，需要消除该电流导致的测试系统误判，避免造成不断重复通电或断电的问题。(2)与其他测试系统、模块之间的同步问题；当前集成电路功能愈发复杂，进行单粒子效应实验时，可能需要其他测试系统或模块之间的配合，向被测器件施加测试激励条件，使被测器件处于特定的辐照偏置，才能完成闭锁测试；或者，在利用其他测试系统或模块监测被测器件的其他测试参数时，或同时监测多项测试参数以提高测试效率时，需要知晓出现闭锁事件，并对闭锁事件进行即时处理，避免闭锁事件对当前测试结果造成影响；或者，被测器件在重新上电以后可能存在初始化流程，需要其他测试系统或模块在知晓出现闭锁事件后对被测器件进行初始化。针对这些情况，发生单粒子闭锁时，仅对被测器件执行断电和重新上电的操作已经难以满足新型器件的辐射效应测试要求。
[0004]中国专利CN113012749A“一种Flash存储器单粒子效应检测方法”、中国专利CN105911454B“一种模块化数字集成电路辐射效应在线测试系统及测试方法”、中国专利CN103744014B“一种SRAM型FPGA单粒子辐照试验测试系统及方法”以及核电子学与探测技术，2000年第20卷第5期文献“网络控制下静态存储器的动态检测系统”均是通过检测电流，仅进行关闭和开启电源通道，实现对被测器件的闭锁监测与处理。2005年第25卷第6期文献“大规模集成电路单粒子闭锁辐射效应测试系统”核电子学与探测技术中设计了存储器和80C86的单粒子闭锁测试系统，这些测试系统需要控制计算机循环访问测试板上的微处理器，造成控制计算机开销较大，提高了多参数并行测试的设计难度，同时这些系统均为专用的测试系统，在通用性方面存在限制。中国专利CN103165192B“一种SRAM器件单粒子闭锁效应测试系统及方法”针对SRAM的特性，提出了一种将电源电压切换到数据保持电压以退出闭锁的方法，该方法仅适用于SRAM类器件，同样在通用性方面存在一定限制。
[0005]综上所述，目前被测器件在发生单粒子闭锁的情况下，对被测器件执行断电和重新上电的操作难以满足新型器件的辐射效应测试要求，且现有闭锁控制方法造成控制计算机开销大，增加多参数并行测试的设计难度，同时这些测试系统在通用性方面存在一定的限制。

技术实现思路

[0006]本专利技术的目的是解决被测器件在发生单粒子闭锁的情况下，对被测器件执行断电和重新上电的操作难以满足新型器件的辐射效应测试要求，且现有闭锁控制方法造成控制计算机开销大，其增加了多参数并行测试的设计难度，同时该测试系统在通用性方面存在一定限制的技术问题，而提供一种集成电路单粒子闭锁在线监测系统及方法，可以更为高效的实现集成电路单粒子闭锁在线监测及处理，并具备较好的通用性。
[0007]为解决上述技术问题，本专利技术所采用的技术方案为：
[0008]一种集成电路单粒子闭锁在线监测系统，其特殊之处在于：包括控制模块、数据收发模块、数据处理模块、电流监测模块、电流采集模块、供电控制模块、供电开关以及激励测试模块；
[0009]控制模块用于发送闭锁设置帧、激励测试设置帧与闭锁控制帧、接收被测器件的闭锁数据，控制模块分别与数据收发模块、激励测试模块相互通信；
[0010]数据收发模块用于闭锁设置帧、闭锁控制帧的接收以及闭锁数据的发送，数据收发模块还分别与数据处理模块、激励测试模块相互通信；
[0011]数据处理模块用于接收闭锁设置数据并进行模块初始设置，接收闭锁数据并打包处理，数据处理模块还与电流监测模块相互通信，且数据处理模块的另一输出端还与供电控制模块的输入端连接；
[0012]供电控制模块与电流监测模块相互通信，且供电控制模块的另一输出端还与供电开关的输入端连接；
[0013]供电开关的输出端与被测器件的电源管脚连接，或通过电流采集模块的辅助电路与被测器件的电源管脚连接；
[0014]电流采集模块的辅助电路输出端与电流采集模块的输入端连接；
[0015]电流采集模块用于采集被测器件的电流，电流采集模块的输出端与电流监测模块的输入端连接；
[0016]激励测试模块用于接收激励测试设置帧，并对被测器件施加激励信号并进行测试；激励测试模块还与电流监测模块相互通信；
[0017]电流监测模块用于实时监测被测器件的电流数据，并在被测器件出现闭锁事件后，通知供电控制模块、数据处理模块、以及激励测试模块。
[0018]进一步地，所述电流监测模块、数据处理模块、数据收发模块以及供电控制模块均通过同一个FPGA实现。
[0019]进一步地，所述激励测试模块与电流监测模块、数据处理模块、数据收发模块以及供电控制模块均可通过至少一个FPGA实现。
[0020]进一步地，所述控制模块与激励测试模块通过UDP协议实现通信；
[0021]控制模块与数据收发模块通过串行通信协议实现通信。
[0022]另外，本专利技术还提供了一种集成电路单粒子闭锁在线监测方法，其特殊之处在于，包括以下步骤：
[0023]S1、控制模块发送闭锁设置帧；
[0024]S2、数据收发模块接收闭锁设置帧，并将闭锁设置帧中的数据发送给数据处理模块，数据处理模块进行模块初始设置；
[0025]S3、控制模块向控制激励测试模块发送激励测试设置帧，控制激励测试模块向被测器件施加激励，并执行测试；
[0026]S4、当电流监测模块检测到被测器件的电流大于阈值电流时，记录被测器件的电流，停止监测闭锁事件，并立即通知供电控制模块、数据处理模块及激励测试模块发生闭锁事件；
[0027]4.1)供电控制模块收到闭锁事件通知后，其控制供电开关切断被测器件供电，并开始累计断电累计时间；
[0028]4.2)数据处理模块收到闭锁事件通知后，接收电流监测模块中记录的被测器件闭锁电流，将闭锁电流数据打本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种集成电路单粒子闭锁在线监测系统，其特征在于：包括控制模块、数据收发模块、数据处理模块、电流监测模块、电流采集模块、供电控制模块、供电开关以及激励测试模块；所述控制模块用于发送闭锁设置帧、激励测试设置帧与闭锁控制帧、接收被测器件的闭锁数据，控制模块分别与数据收发模块、激励测试模块相互通信；所述数据收发模块用于闭锁设置帧、闭锁控制帧的接收以及闭锁数据的发送，数据收发模块还分别与数据处理模块、激励测试模块相互通信；所述数据处理模块用于接收闭锁设置数据并进行模块初始设置，接收闭锁数据并打包处理，数据处理模块还与电流监测模块相互通信，且数据处理模块的另一输出端还与供电控制模块的输入端连接；所述供电控制模块与电流监测模块相互通信，且供电控制模块的另一输出端还与供电开关的输入端连接；所述供电开关的输出端与被测器件的电源管脚连接，或通过电流采集模块的辅助电路与被测器件的电源管脚连接；所述电流采集模块的辅助电路输出端与电流采集模块的输入端连接；所述电流采集模块用于采集被测器件的电流，电流采集模块的输出端与电流监测模块的输入端连接；所述激励测试模块用于接收激励测试设置帧，并对被测器件施加激励信号并进行测试；激励测试模块还与电流监测模块相互通信；所述电流监测模块用于实时监测被测器件的电流数据，并在被测器件出现闭锁事件后，通知供电控制模块、数据处理模块、以及激励测试模块。2.根据权利要求1所述的一种集成电路单粒子闭锁在线监测系统，其特征在于：所述电流监测模块、数据处理模块、数据收发模块以及供电控制模块均通过同一个FPGA实现。3.根据权利要求2所述的一种集成电路单粒子闭锁在线监测系统，其特征在于：所述激励测试模块与电流监测模块、数据处理模块、数据收发模块以及供电控制模块均可通过至少一个FPGA实现。4.根据权利要求1或2或3所述的一种集成电路单粒子闭锁在线监测系统，其特征在于：所述控制模块与激励测试模块通过UDP协议实现通信；所述控制模块与数据收发模块通过串行通信协议实现通信。5.一种集成电路单粒子闭锁在线监测方法，基于权利要求1所述的一种集成电路单粒子在线监测系统，其特征在于，包括以下步骤：S1、控制模块发送闭锁设置帧；S2、数据收发模块接收闭锁设置帧，并将闭锁设置帧中的数据发送给数据处理模块，数据处理模块进行模块初始设置；S3、控制模块向控制激励测试模块发送激励测试设置帧，控制激励测试模块向被测器件施加激励，并执行测试；S4、当电流监测模块检测到被测器件的电流大于阈值电流时，记录被测器件的电流，停止监测闭锁事件，并立即通知供电控制模块、数据处理模块及激励测试模块发生闭锁事件；4.1)供电控制模块收到闭锁事件通知后，其控制供电开关切断被测器件供电，并开始
累计断电累计时间；4.2)数据处理模块收到闭锁事件通知后，接收电流...

【专利技术属性】
技术研发人员：盛江坤，邱孟通，姚志斌，罗尹虹，丁李利，何宝平，马武英，缑石龙，
申请(专利权)人：西北核技术研究所，
类型：发明
国别省市：