[发明专利]一种数字电路单粒子软错误演化过程测试方法

摘要

为了获得单粒子软错误在数字电路中的传播演化规律，本发明提出了一种数字电路单粒子软错误演化过程测试方法，本发明通过测试系统功能设计、辐射效应试验流程控制和试验数据分析方法三个方面，获得单粒子软错误在电路中的传播演化规律，适用于中小规模数字电路或关键数字电路模块的单粒子效应试验分析与验证。

主权项

1.一种数字电路单粒子软错误演化过程测试方法，适用于重离子辐射或激光微束辐射条件下，其特征在于：/n步骤1：搭建测试系统/n1.1】引出被测电路的监测信号：/n1.1.1】通过增加物理引出端口的方式，将被测电路DUT的内部节点信号、对外输出信号和/或用户确认的可表征电路工作状态的重要信号物理引出，得到监测信号向量Tp；/nTp＝{Sig₀,Sig₁...,Sig_n,...,Sig_N-1}n∈[0,N-1]/n其中：N为监测信号总数，N≥1；Sig_n均为监测信号名；/n1.1.2】针对被测电路DUT，建立引出端口与监测信号之间的对应关系列表R_Tp，该对应关系列表R_Tp内容包含监测信号位地址、监测信号名、监测信号的驱动单元名；/n /n上述对应关系列表R_Tp中，每一行为一个监测信号的关系，第一列为监测信号位地址，第二列为监测信号名，第三列为监测信号的驱动单元名；/n1.2】选取两个经步骤1.1】引出监测信号后的被测电路DUT作为DUT-A和DUT-B，将被测电路DUT-A作为测试对象，将被测电路DUT-B作为比较基准，并且在无辐照情况下，被测电路DUT-A和DUT-B在同样的时钟、同样的输入信号调节、同样的复位信号下，能够同步独立运行；/n1.3】实现被测电路DUT-A和DUT-B监测信号的差异检测功能与数据记录：/n1.3.1】设置按位异或单元以对被测电路DUT-A和DUT-B的监测信号向量Tp-A和Tp-B进行按位异或运算，从而得到监测信号差异向量Vp：/n /n1.3.2】在按位异或单元的输出端设置存储器，当监测信号差异向量Vp不全为“0”时，所述存储器用于按时钟节拍记录监测信号差异向量Vp，得到监测信号差异数据包VP_Package；所述时钟节拍由单粒子软错误计数器计数；/nVP_Package＝{Vp₀,Vp₁...,Vp_m,...,Vp_M-1}m∈[0,M-1]；/n其中，M为记录时间长度，根据被测电路的复杂度、周期性、测试系统数据传输性能等综合确定；/n步骤2：开展辐射试验：/n2.1】将单粒子软错误计数器清零；/n2.2】仅对被测电路DUT-A进行重离子或激光辐照，并确保重离子或激光可穿透至器件的敏感区域，在辐照期间实时检测监测信号差异向量Vp，如果为全“0”时，则持续辐照；如果不为全“0”时，进入步骤2.3】；/n2.3】停止辐照被测电路DUT-A，持续记录并存储监测信号差异向量Vp，得到第一个单粒子软错误事件所对应的监测信号差异数据包VP_Package，然后将单粒子软错误计数器加1；/n2.4】对被测电路DUT-A和DUT-B进行状态恢复，重新进入同步状态后，判断单粒子软错误计数器是否达到设定值时，如果达到设定值，则退出测试，否则转到步骤2.2】，以获取下一个单粒子软错误事件所对应的监测信号差异数据包；/n步骤3：辐射试验数据分析/n3.1】将第一个单粒子软错误事件所对应的监测信号差异数据包设为当前数据包VP_Package；/n3.2】设置当前分析时刻m＝0；/n3.3】取出m＝0时刻的监测信号差异向量Vp₀，依据监测信号对应关系列表R_Tp，获得向量Vp₀中为“1”数据位对应的监测信号位地址、监测信号名和驱动单元名，从而定位m＝0时刻被测电路DUT-A发生软错误的电路物理信息，形成m＝0时刻软错误信号列表SigImage₀和当前时刻软错误产生单元列表DriverImage₀；/n /n其中，SigImage₀和DriverImage₀的长度为监测信号差异向量Vp₀中为“1”的个数，i和j是为1的监测信号在监测信号差异向量Vp₀中的数据位；/n3.4】取出m＝1时刻的监测信号差异向量Vp₁，依据监测信号对应关系列表R_Tp，获得向量Vp₁中为“1”数据位对应的监测信号位地址、监测信号名和驱动单元名，从而定位m＝1时刻被测电路DUT-A发生软错误的电路物理信息，形成m＝1时刻软错误信号列表SigImage₁和当前时刻软错误产生单元列表DriverImage₁；/n其中，SigImage₁和DriverImage₁的长度为监测信号差异向量Vp₁中为“1”的个数，k和s是监测信号在监测信号差异向量Vp₁中的数据位；/n以此类推；/n3.5】取出m＝h时刻的监测信号差异向量Vp_h，依据监测信号对应关系列表R_Tp，获得向量Vp_h中为“1”数据位对应的监测信号位地址、监测信号名和驱动单元名，从而定位m＝h时刻被测电路DUT-A发生软错误的电路物理信息，形成m＝h时刻软错误信号列表SigImage_h和当前时刻软错误产生单元列表DriverImage_h；/n /n其中，SigImage_h和DriverImage_h的长度为监测信号差异向量Vp_h中为“1”的个数，f和g是监测信号在监测信号差异向量Vp_h中的数据位；h为最后一个时钟节拍，h＝M-1；/n3.6】构建当前单粒子软错误事件的演化过程：/n将3.3】-3.5】得到的不同时刻发生软错误的电路物理信息按时间顺序组合，形成当前单粒子软错误事件的演化过程：/nSigImage＝{SigImage₀,SigImage₁,...,SigImage_h}/nDriverImage＝{DriImage₀,DriImage₁,...,DriImage_h}/n3.7】取出下一个单粒子软错误事件所对应的监测信号差异数据包，并转到步骤3.2】，直至完成所有单粒子软错误事件的分析。/n