[发明专利]空间效应试验板、试验系统以及测试器件空间效应的方法

说明书

技术领域

本发明涉及半导体领域，特别涉及一种用于Flash型FPGA的试验板。

背景技术

FPGA(现场可编程门阵列)是现代通信技术、电子技术、计算机技术、自动化技术中广泛采用的重要工具，在航天集成电路中占有重要地位，其主要分为反熔丝型、SRAM型和Flash型三种。Flash型FPGA的可编程单元为Flash存储单元，利用晶体管中的浮栅存储编程信息。Flash型FPGA使用时无需附加PROM，上电时间也很短，另外Flash相比于SRAM不容易出现单粒子翻转，因此Flash型FPGA很适合航天应用。

Flash型FPGA在用于空间系统之前，务必要对其进行充分的空间效应试验评估。目前，器件级空间效应试验通常采用在同一测试信号下辐照器件和非辐照器件的输出进行比对的方法，通过比较输出结果的差异来判定单粒子效应。比较手段通常采用外部监听或手工操作，即在空间效应环境下在试验板上外接逻辑分析仪、示波器和电流表的方式，对辐照器件和非辐照器件进行观测，当辐照器件发生单粒子闩锁、单粒子翻转时，记录输出电流信息和逻辑编码，并人工切断电源。但是对Flash型FPGA采用传统试验方法，利用示波器只能观测到外围接口的逻辑，对内部单元翻转的观测能力有限，无法有效地评估出单粒子翻转的次数，实现复杂且不易调试。因此Flash型FPGA在传统方法试验中，不能采用辐照器件与非辐照器件输出比对的方法。

发明内容

鉴于现有技术中存在的问题，本发明提供一种空间效应试验板，能够与主控单元连接，包括处理器，与所述处理器关联的控制模块，与所述控制模块关联的检测模块，以及与所述检测模块和所述控制模块关联的用于承载Flash型FPGA器件的适配器，其中，所述处理器根据所述主控单元的指令向所述控制模块发出相应的测试信号，所述控制模块根据该测试信号激励适配器承载的Flash型FPGA器件，并控制所述检测模块获取所述适配器承载的Flash型FPGA器件的输出电流信息/逻辑编码，所述检测模块将获取到的电流信息/逻辑编码传输至所述处理器，并经所述处理器处理后反馈至所述主控单元。

本发明提供的空间效应试验板的模块之间相互关联，可以通过网络外接主控计算机，从而对检测逻辑编码进行存储、分析对比和实时显示，克服常规技术中只能观测到外围接口的逻辑，对内部单元翻转的观测能力有限，无法有效地评估出单粒子翻转的次数，实现复杂且不易调试等缺陷。

在本发明的一些实施方式中，包括设置于所述处理器和所述主控单元之间用于信号/传输的通信模块以及为各模块供电的电源模块。

在本发明的一些实施方式中，所述适配器设置于所述试验板的上半部分的中间位置。

在本发明的一些实施方式中，所述处理器设置于所述试验板的下半部分的中间位置。

在本发明的一些实施方式中，所述处理器为ARM。

本发明还提供了一种空间效应试验系统，包括主控单元，与所述主控单元关联的比较单元和两个试验板，其中，第一试验板位于辐照环境内，第二试验板位于辐照环境外，所述主控单元接收所述第一试验板的处理器反馈的第一输出电流信息/逻辑编码和所述第二试验板的处理器反馈的第二输出电流信息/逻辑编码，并将其发送给所述比较单元进行比较处理。

再者，本发明还提供了一种利用空间效应试验系统测试Flash型FPGA器件空间效应的方法，包括a.将被测Flash型FPGA器件放置于第一试验板，将参照Flash型FPGA器件放置于第二试验板；b.主控单元向第一试验板和第二试验板发送指令，使所述第一试验板和所述第二试验板同时开始工作；c.对所述第一试验板进行单粒子辐照，将被测Flash型FPGA器件的第一输出电流信息/逻辑编码和参照Flash型FPGA器件的第二输出电流信息/逻辑编码发送回所述主控单元，所述主控单元对所述第一输出电流信息/逻辑编码和所述第二输出电流信息/逻辑编码实时存储并发送给所述比较单元进行对比分析；d.当所述第一输出电流信息超过所述第二输出电流信息出现跃变时，所述比较单元判定所述被测Flash型FPGA器件出现单粒子闩锁，当所述第一输出逻辑编码与所述第二输出逻辑编码不一致时，所述比较单元判定所述被测Flash型FPGA器件发生单粒子翻转。

利用上述的检测方法，可以实时监控和对比两个试验板的输出电流信息/逻辑编码，准确地记录被测Flash型FPGA器件在何时发生了单粒子闩锁或单粒子翻转。能够帮助试验人员有效地评估被测Flash型FPGA器件的性能。