[发明专利]一种自动化单粒子辐照测试控制系统及方法

说明书

本发明涉及一种自动化单粒子辐照测试控制系统及方法，包括实验仪器程控模块、注量率监测模块、错误数统计模块、计时检测模块。本发明通过预设辐照条件阈值，实现了芯片辐照测试自动的开启和关闭，有效的提高了集成电路单粒子辐照试验的自动化程度，减小了单粒子辐照试验机时的浪费和实验人员的工作量；同时生成的数据文件包含了全部的试验数据(粒子注量率、粒子总注量、测试电流、单粒子错误数、测试波形)，提高了单粒子试验准确度，便于后续人员对试验结果的分析。

技术领域

本发明涉及一种自动化单粒子辐照测试控制系统，属于半导体集成电路抗空间单粒子效应验证技术领域。

背景技术

国内对宇航元器件的单粒子地面模拟验证，需要利用重离子加速器。在加速器提供的束流端口搭建辐照试验测试平台验证芯片抗单粒子效应的能力。由于加速器调试复杂，需要很多参数进行调试，但加速器会提供当前条件下辐照参数的输出，例如粒子注量率；在以往的单粒子辐照测试平台中，需要实验人员肉眼观测试验的辐照条件开启(结束)试验进程，这样势必就会有很大的误差和延时，并且在试验数据输出中不能明确的给出被测芯片各个试验变量(粒子注量率、粒子总注量、芯片电流、单粒子错误数、测试激励、测试波形)之间的关系变化，会影响后续设计人员对电路被辐照情况的分析。因而需要开发一套自动化的辐照试验控制系统，通过计算机实时自动的监测粒子注量率、粒子总注量、单粒子错误数、芯片的电流等参数，达到试验进程开启或者关闭的自动化的目的，最终输出完整可信的试验数据

发明内容

本发明的技术解决问题是：克服现有技术的不足之处，提供实时监控注量率的单粒子辐照测试控制方法，该方法实时监控加速器束流的粒子注量率，从而克服了单粒子值班人员需要肉眼监测束流方注量率的缺点，同时打印输出的试验数据文件包含实时的注量率，便于后续分析注量率和单粒子错误的关系。

本发明的技术解决方案是：一种自动化单粒子辐照测试控制系统，该系统包括实验仪器程控模块、注量率监测模块、错误数统计模块和计时检测模块；

试验仪器程控模块，接收到计时检测模块发送的启动信号后，启动程控电源、信号发生器、示波器进入工作模式，程控电源用于为单粒子辐照测试平台提供电流并监测芯片电流，信号发生器用于为单粒子辐照测试平台中被测芯片提供的测试激励信号波形；示波器用于采集记录单粒子辐照测试平台中被测芯片的测试信号波形；

注量率监测模块，实时监测单粒子辐照测试用的加速器粒子探测装置输出的粒子注量率，自动根据预设粒子注量率标准判断粒子注量率是否稳定，给出粒子注量率是否稳定的标识信号，将粒子注量率以及粒子注量率是否稳定的标识信号发送至计时检测模块；

计时检测模块，在预设的辐照条件满足情况下，根据粒子注量率是否稳定的标志信号，实时监测待注量率参数稳定状态，当注量率参数稳定时，自动向试验仪器程控模块发送启动信号，同时向错误数统计模块发送模式命令字，根据粒子注量率累计实际粒子总注量，当待注量率参数不稳定时，向试验仪器程控模块发送关闭信号，停止采集和分析；所述辐照条件包括芯片电流、单粒子错误计数或者粒子总注量小于各自预设的门限；

错误数统计模块，收到计时检测模块发送的模式命令字之后，进入不同的测试模式，控制辐照测试系统进行相应测试模式下的单粒子错误检测，同时将单粒子错误数发送给计时检测模块。

所述辐照测试控制系统还包括用户控制界面和记录输出模块；

用户控制界面，用于设置预设的辐照条件并发送至计时检测模块；

记录输出模块，实时地采集粒子注量率以及是否稳定的标识信号、粒子总注量、芯片电流、单粒子错误数、测试信号波形的幅度值，并将其按照统一的时间轴显示在用户控制界面或者形成实验记录文本文件打印输出。

所述测试模式包括单粒子闩锁测试模式、单粒子翻转测试模式、单粒子功能中断测试模式，其中，单粒子翻转测试又包括触发器单粒子翻转测试模式、存储器单粒子翻转测试模式。