[发明专利]一种单粒子辐照实验测试装置、系统及方法

说明书

技术领域

本发明涉及空间辐照测试领域，特别涉及一种单粒子辐照实验测试装置、一种单粒子辐照实验测试系统及一种单粒子辐照实验测试方法。

背景技术

运行在宇宙空间中的各类人造卫星、空间探测器等航天器的微电子器件都会受到来自空间的宇宙射线的辐照影响，会严重影响航天器的在轨运行安全，在经济和军事上造成难以估量的重大损失。星载器件的辐照损害可分为单粒子效应、总剂量效应和位移损伤效应。相比总剂量效应和位移损伤效应，单粒子翻转、单粒子锁定、单粒子功能中断、单粒子烧毁等多种类型的单粒子效应已成为影响航天正常工作的重要因素。随着半导体技术的发展，航天器器件的特征尺寸减小，集成度提高，器件对单粒子效应越发敏感，因此单粒子效应评估在航天工程的各个阶段都起到不可或缺的作用，对于提高卫星寿命和可靠性具有重要意义。

在航天工程的设计阶段，器件的单粒子效应评估主要依赖于地面模拟实验。地面模拟单粒子效应最常用的手段是利用加速器产生的重离子轰击微电子器件，诱发单粒子事件并进行相关的测试和研究。

在地面模拟试验中，需要一套单粒子辐照试验系统，才能进行器件的单粒子试验。针对不同的测试器件，因为器件的属性千差万别，所以需要重新定制一套适合该器件的单粒子辐照试验系统。现有技术缺乏一种可适应不同类型测试器件的通用的单粒子辐照试验系统。

发明内容

本发明技术方案所解决的技术问题为，如何提供一种可适应不同类型测试器件的单粒子辐照试验系统。

为了解决上述技术问题，本发明技术方案提供了一种单粒子辐照实验测试装置，包括：测试母板及与所述测试母板连接的测试子板，所述测试子板与测试器件对应设置；所述测试母板适于接收外部远程操作计算机发送的控制数据并基于所述控制数据控制所述测试子板对所述测试器件进行测试，并将当前测试数据反馈至所述外部远程操作计算机。

可选的，所述控制数据包括：测试场景配置数据、参数数据及控制命令。

可选的，所述测试母板包括：第一处理模块及第二处理模块；所述第一处理模块适于存储并运行BOOT软件，以接收所述外部远程操作计算机发送的辐照试验软件及跳转指令，加载运行所述辐照试验软件的ARM程序，所述第二处理模块适于加载运行所述辐照试验软件的FPGA程序；所述BOOT软件接收到所述跳转指令后，所述第一处理模块和所述第二处理模块共同运行、相互配合以控制所述测试子板对所述测试器件进行测试。

可选的，所述第一处理模块为ARM模块，所述第二处理模块为FPGA模块。

可选的，所述单粒子辐照实验测试装置还包括：母板电源及子板程控电源；所述母板电源适于为所述测试母板供电，所述子板程控电源适于接收所述测试母板的电源配置信息并为所述测试子板供电；所述测试母板还适于通过配置接口配置监控所述子板程控电源提供的电源以在所述电源超过阈值时发出所述电源配置信息以控制所述子板程控电源的电源输出。

为了解决上述技术问题，本发明技术方案还提供了一种单粒子辐照实验测试系统，包括如上所述的单粒子辐照实验测试装置及远程操作计算机，所述远程操作计算机适于根据输入的操作数据发送所述控制数据，并保存所述测试数据。

为了解决上述技术问题，本发明技术方案还提供了一种单粒子辐照实验测试方法，基于如上所述的单粒子辐照实验测试装置，包括：

运行所述测试母板以接收辐照试验数据包；

基于所接收的辐照试验数据包运行所述辐照试验软件。

可选的，所述运行所述测试母板并接收辐照试验数据包包括：

拷贝所述运行所述测试母板并接收辐照试验数据包至存储区域；

校验所接收的辐照试验数据包；

在校验正确时获取当前辐照试验数据包的序号并接收下一序列号的辐照试验数据包；

若所有序号的辐照试验数据包都接收完毕则根据所述外部远程操作计算机发送的跳转指令运行所述辐照试验软件。

可选的，所述基于所接收的辐照试验数据包运行所述辐照试验软件包括：

拷贝辐照试验软件至其运行空间；

引导、执行辐照试验软件以控制所述测试子板对所述测试器件进行测试。

可选的，所述引导、执行辐照试验软件以控制所述测试子板对所述测试器件进行测试包括：

选择与本次测试器件对应的辐照试验软件，并获取所选辐照试验软件的数据包；

接收所有所选辐照试验软件数据包及跳转命令，所述跳转命令指向所述辐照试验软件的运行；