[发明专利]一种对应用加固器件进行单粒子效应评估的试验方法

说明书

本发明涉及一种对应用加固器件进行单粒子效应评估的试验方法，特别涉及与空间环境结合的应用加固器件单粒子效应评估试验方法，属于粒子辐照测试技术领域。本发明的方法能够更加准确地测试器件采取的EDAC、TMR、定时刷新等应用加固效果。本发明的方法对器件连续辐照至一定总注量(如10⁷ions/cm²)之后再统计单粒子效应数的做法，考虑加固措施的有效性与加固纠错周期内入射粒子累积注量的相关性，通过结合器件实际应用情况和在轨空间环境条件，设置辐照单次注量，每辐照至该注量则停止辐照，将应用加固器件配置为初始状态再继续试验。以解决现有地面试验累积注量过大造成单粒子错误异常累积，导致严重低估应用加固效果的问题。

技术领域

本发明涉及一种对应用加固器件进行单粒子效应评估的试验方法，特别涉及与空间环境结合的应用加固器件单粒子效应评估试验方法，属于粒子辐照测试技术领域，适用于采用EDAC(Error Detection And Correction)、TMR(Triple Modular Redundancy)、定时刷新等应用加固措施后器件的单粒子效应检测。

背景技术

随着卫星型号性能指标提升和微小卫星成本控制压力增加，越来越多的高性能商用器件应用于卫星型号任务。这些高性能商用器件大都未进行抗单粒子翻转加固设计，容易在轨发生单粒子翻转。卫星型号在应用这些单粒子翻转敏感器件时，通常会采取EDAC、TMR、定时刷新等防护措施，以提高其抗单粒子翻转能力。

EDAC(错误检测与纠正电路)工作原理是在数据写入时，根据写入的数据生成一定位数的校验码，与相应的数据一起保存起来，当读出时，同时也将校验码读出，进行判决。如果出现一位错误则自动纠正，将正确的数据送出，并同时将改正以后的数据回写覆盖原来错误的数据，如果出现两位错误则产生中断报告，通知CPU进行异常处理。

TMR(三模冗余)是最常用的抗单粒子翻转的措施之一.三个模块同时执行相同的操作，以多数相同的输出作为表决系统的正确输出，通常称为三取二。三个模块中只要不同时出现两个相同的错误，就能掩蔽掉故障模块的错误，保证系统正确的输出。由于三个模块是互相独立的，两个模块同时出现错误是极小概率事件，故可以大大提高系统的可靠性。

定时刷新往往与EDAC、TMR等其它应用加固措施配合使用，确定好刷新的时间间隔，定时对器件内部存储的信息进行刷新，避免错误累积，无法纠正。

为评估采取上述防护措施后器件的抗单粒子翻转能力，需要进行地面重离子模拟试验，现有试验方法通常采用注量率为100～10000ions/cm².s的离子辐照，累积到总注量10⁷ions/cm²或出现100次翻转或出现5次功能中断停止试验。

EDAC只能对进行了读操作的区域纠错，未读到的不能纠错，若地面试验注量率太高、累积注量太大，使得读之前，某位中已有两位翻转，将无法纠错；TMR中只要不同时出现两个错误，就能掩蔽掉故障模块的错误，保证系统正确的输出，若地面试验累积注量过大，可能造成三模中同时出现两个错误，无法纠错；空间高能粒子注量率一般在0～10ions/cm².s，适合空间使用的定时刷新频率，在地面模拟试验中，往往显得过低，还没来得及刷新，已积累了大量错误。

综上所述，常用的地面模拟试验方法，由于注量率、总注量与在轨情况存在差异，使得试验结果不准确，往往严重低估应用加固效果。需要结合器件实际应用情况和在轨空间环境条件，对地面模拟试验方法就行修正，以得到更真实的试验结果。

发明内容

本发明的技术解决问题是：克服现有技术的不足，提出一种对应用加固器件进行单粒子效应评估的试验方法，该方法为一种采取应用加固措施后器件的单粒子效应评估试验方法，以更准确的评估应用加固效果。

本发明的技术解决方案是：