[发明专利]一种动态可重构芯片的单粒子功能错误测试方法及系统

说明书

本发明公开了一种动态可重构芯片的单粒子功能错误测试方法，针对不同功能模块编写对应的测试程序，并按照设计的测试方案进行辐射试验，得到不同测试程序下单粒子功能错误截面联立解得各个独立功能模块的单粒子功能错误截面，为动态可重构芯片的单粒子辐射性能评估提供参考，为动态可重构芯片的抗辐射加固设计提供方向，本发明还公开了一种动态可重构芯片的单粒子功能错误测试系统，包括程控电源模块、上位机控制中心模块和控制区模块，为动态可重构芯片的单粒子功能错误测试方法的实现提供了稳定的测试环境。

技术领域

本发明涉及一种动态可重构芯片的单粒子功能错误测试方法机系统，属于器件测试技术领域。

背景技术

网络信息在军用领域已成为与陆、海、空、天同等重要的第五大战略空间，事关国防安全。动态重构芯片，是一个函数化的柔性结构，硬件适应软件，达到硬件与软件的最优匹配，可重构技术提供高计算性能和应用灵活性，采用动态重构芯片，能够在极少的时间内，根据系统任务要求对卫星综合信息处理系统内各功能模块的功能和参数进行在线配置，快速实现通信、导航、测控、目标探测与识别、飞行控制和信息支持等综合任务，在实现综合任务协同处理的同时，有效节约系统资源，弥补大卫星平台的实效性不足，实现对应急突发事件的战术性快速响应。因此，在航天和武器系统中有广泛的需求。但随着动态重构芯片在航天的应用，由于器件的工作机理和器件结构与传统芯片不同，新的辐射效应及可靠性问题随之出现。当动态可重构芯片应用于国防和航空航天领域时，辐射环境中的高能粒子和重粒子等入射半导体材料将会引起半导体材料电离，从而造成各种形式的失效。抗辐射能力是空间应用动态可重构芯片最为重要的指标之一，准确而客观的测试数据能够直观反映出抗辐射动态可重构芯片的抗辐射能力，对其开展辐射效应测试方法的研究有十分重要的意义。

目前，国内查询到的动态可重构芯片相关的辐射效应文献多基于存储器的单粒子翻转和加固技术进行研究，针对动态重构芯片不同功能模块单粒子功能错误的研究罕有报道。

发明内容

本发明的目的在于克服上述缺陷，提供一种动态可重构芯片的单粒子功能错误测试方法及系统，给出了不同模块的单粒子功能错误测试流程，通过分别统计动态可重构芯片中各功能模块的单粒子功能错误截面，可针对敏感性占比较高的功能模块进行系统级加固，提高芯片的抗辐射性能。本发明具有单粒子功能错误测试覆盖全面的特征，对此类可重构芯片的单粒子功能测试和单粒子辐射性能评估提供参考。

为实现上述发明目的，本发明提供如下技术方案：

本发明提供一种动态可重构芯片的单粒子功能错误测试方法，动态可重构芯片包括PE处理单元阵列、片上互连网络和控制器，本发明测试方法包括以下步骤：

(1)设计测试程序P1，P2，P3，P4和P5；P1用于测试控制器模块的单粒子敏感性σ₁，P2用于测试控制器和片上互连网络的配置层敏感性σ₂，P3用于测试控制器和片上互连网络的配置层及应用层敏感性σ₃，P4用于测试控制器、片上互连网络配置层和PE处理单元阵列的配置层敏感性σ₄，P5用于测试控制器、片上互连网络配置层及应用层和PE处理单元的配置层及应用层敏感性σ₅；

(2)只对控制器进行辐照，根据测试程序P1得到控制器模块的单粒子敏感性σ₁；

(3)对全芯片进行辐照，根据测试程序P2得到控制器和片上互连网络的配置层敏感性σ₂；

(4)对全芯片进行辐照，根据测试程序P3及芯片外部输入的测试所需数值，获得控制器和片上互连网络的配置层及应用层敏感性σ₃；

(5)对全芯片进行辐照，根据测试程序P4获得控制器、片上互连网络配置层和PE处理单元阵列的配置层敏感性σ₄；