[发明专利]一种复杂数字模块应力损伤监测预警装置和方法

权利要求书

1.一种复杂数字模块应力损伤监测预警装置，其特征在于，所述监测预警装置包括自测试电路模块、读写端口和故障监测IP核；

所述自测试电路模块与可编程器件角落位置相邻的第一管脚和第二管脚连接，自测试电路模块包括外部电容和接地，所述外部电容一端分别与所述第一管脚和第二管脚连接，另一端连接接地；

所述读写端口包括两个相同的读写逻辑模块；所述读写逻辑模块包括写逻辑和读逻辑，用于对所述第一管脚或第二管脚中一个管脚进行读写操作；

所述故障监测IP核包括高频时基信号源、可变门限控制器、第一计数器、第二计数器、第一锁存器、第二锁存器和读写控制器；

所述高频时基信号源与所述第一计数器、第二计数器和可变门限控制器连接，用于为所述第一计数器、第二计数器和可变门限控制器提供时序基准；所述可变门限控制器分别连接第一计数器、第二计数器和读写控制器，用于控制所述第一计数器和第二计数器的计数使能，同时输出状态信号控制所述读写控制器的读写状态；所述读写控制器与所述读逻辑和写逻辑连接，控制所述写逻辑的输出，并接收所述读逻辑的输入，第一计数器与第一锁存器连接，用于锁存第一计数器的计数值，第二计数器与第二锁存器连接，用于锁存第二计数器的计数值。

2.根据权利要求1所述监测预警装置，其特征在于，所述读写逻辑模块包括输入端口和输出端口；

其中，所述写逻辑分别与所述输出端口和故障监测IP核连接，所述输出端口与其对应的所述第一管脚或第二管脚中一个管脚连接；所述读逻辑分别与所述输入端口和故障监测IP核连接，所述输入端口与其对应的所述第一管脚或第二管脚中一个管脚连接。

3.根据权利要求1所述监测预警装置，其特征在于，所述故障监测IP核通过所述读写端口为所述自测试电路模块注入激励；

所述注入激励的过程中包括4个阶段；

阶段1：阶段信号由阶段4触发，所述读写控制器控制所述第一管脚输出使能并输出高电平信号，控制所述第二管脚输入使能并处于高阻态；所述第二计数器清零，所述第一计数器根据时基信号的节拍进行计数；当所述第二计数器读到高电平信号时，所述第一计数器停止计数并通过所述第一锁存器将计数值进行锁存；所述阶段1结束，触发阶段2；

阶段2：阶段信号由所述阶段1触发，所述读写控制器控制所述第一管脚和第二管脚输出使能并输出低电平对所述外部电容进行放电；所述第一锁存器的锁存值继续保持，所述阶段2结束，触发阶段3；

阶段3：阶段信号由所述阶段2触发，所述读写控制器控制所述第二管脚输出使能并输出高电平信号，控制所述第一管脚输入使能并处于高阻态；所述第一计数器清零，所述第二计数器根据时基信号的节拍进行计数；当所述第一管脚读到高电平信号时，所述第二计数器停止计数并通过所述第二锁存器将计数值进行锁存；所述阶段3结束，触发所述阶段4；

阶段4：阶段信号由所述阶段3触发，所述读写控制器控制所述第一管脚和第二管脚输出使能并输出低电平对所述外部电容进行放电；读取所述第二锁存器的锁存值继续保持，所述阶段4结束，触发所述阶段1。

4.根据权利要求1所述监测预警装置，其特征在于，所述故障监测IP核对所述外部电容进行充电时，所述可编程器件管脚的焊点阻抗、所述外部电容的电容值、充电时间及输入输出电平之间的关系为：

其中，是外部电容电压值，U₀ 是外部电容初始电压，是外部电容输入电压，是焊点阻抗值，是外部电容电容值，是充电时间；

充电时间与外部电容电容值、焊点阻抗值、管脚输出高电平和管脚输入高电平之间关系为：

其中，D是精度系数，是管脚输入高电平，是管脚输出高电平；

焊点阻抗与计数值的关系为：

其中，是时基频率，N是计数值。