[发明专利]单粒子故障注入模拟的蒙特卡罗随机信号产生装置

摘要

单粒子故障注入模拟的蒙特卡罗随机信号产生装置包括由空间粒子蒙特卡罗拟合模块、节点电容估算模块、单粒子射程估算模块组成的主控计算机，由同步电路、串口数据转换电路、FLASH存储器、FLASH读写控制模块、入射角度选择模块、空间粒子选择模块、电路节点选择模块、故障控制信号生成模块组成的仿真卡，主要应用于半导体器件抗空间单粒子效应能力的验证。本发明模拟了空间真实环境，仿真结果贴近真实环境，提高了单粒子故障注入模拟的准确性。

主权项

1、单粒子故障注入模拟的蒙特卡罗随机信号产生装置，其特征在于：由主控计算机和仿真开发板组成，主控计算机内包括空间粒子蒙特卡罗拟合模块、节点电容估算模块和单粒子射程估算模块，仿真开发板包括串口数据转换电路、同步电路、FLASH读写控制模块、FLASH存储器、入射角度选择模块、空间粒子选择模块、电路节点选择模块和故障控制信号生成模块；空间粒子蒙特卡罗拟合模块，根据空间粒子抽样数据采用蒙特卡罗方法得到空间粒子线形传输能量拟合数据；节点电容估算模块，根据目标电路的门级HDL代码和目标电路工艺参数估算出目标电路故障注入节点的电容值、势垒宽度和单粒子垂直入射在有源区的深度；单粒子射程估算模块，根据单粒子入射角度θ范围、θ的等分数θ_num、单粒子垂直入射在有源区的深度估算出目标电路工艺的MOS器件单粒子射程；同步电路，控制故障控制信号生成模块实现故障控制信号和故障注入时间同步；串口数据转换电路，连接主控计算机与仿真开发板实现主控计算机与仿真开发板之间的数据转换，并向故障控制信号生成模块转发由主控计算机发出的开始产生故障控制信号；FLASH读写控制模块，控制空间粒子线形传输能量拟合数据、电路故障注入节点的电容值、MOS器件单粒子射程向FLASH存储器中进行存储；FLASH存储器，存储空间粒子线形传输能量拟合数据、电路故障注入节点的电容值、MOS器件单粒子射程；入射角度选择模块，随机生成一个入射角度并选择FLASH存储器中存储的一个MOS器件单粒子射程用于故障注入时估算收集电荷；空间粒子选择模块，随机选择FLASH存储器中存储的一个空间粒子线形传输能量拟合数据用于故障注入时估算收集电荷；电路节点选择模块，随机选择FLASH存储器中存储的一个电路故障注入节点的电容值用于故障注入时估算节点临界翻转电荷；故障控制信号生成模块，接收由串口数据转换电路传送的开始产生故障控制信号，根据入射角度选择模块随机选择的空间粒子线形传输能量拟合数据、入射角度选择模块选择的MOS器件单粒子射程、电路节点选择模块选择的电路故障注入节点的电容值进行计算判断，并在同步电路的控制下生成故障节点控制信号。