一種多通道sram單粒子測試方法及裝置制造方法
【專利摘要】本發明提供了一種多通道SRAM單粒子測試裝置，包括：測試板和主控板；其中，測試板用于固定、連接待測芯片；主控板用于控制輻照測試系統，并讀取、記錄待測芯片中的數據。該裝置能夠同時實現對多個SRAM器件單粒子效應進行測試，獲得單粒子效應特征參數，提高對被測器件抗單粒子效應能力預估的準確性；還可實時檢測被測器件工作電流的大小，防止閂鎖效應的發生。
【專利說明】一種多通道SRAM單粒子測試方法及裝置
【技術領域】
[0001]本發明涉及器件可靠性領域，特別地，涉及一種單粒子測試方法及裝置。
【背景技術】
[0002]由于SRAM存儲器具有存取速度快等優點，航天器研制中大量使用SRAM來存儲配置信息、測試數據等。而航天器在空間中飛行，一直處于帶電粒子構成的輻射環境中，空間輻射環境中的高能質子、重離子，大氣環境中的中子都能導致航天器中的SRAM器件發生單粒子效應，使SRAM中存儲的數據發生隨機改變，影響器件的可靠性，所以航天器中SRAM器件抗單粒子效應的能力直接關系著航天器的穩定性。
[0003]現有的單粒子測試系統，沒有專門針對SRAM器件進行的測試，在測試SRAM器件單粒子效應時，不能同時監測芯片的閂鎖效應，而且效率不高。
[0004]因此，亟需一種能夠有效檢測SRAM中單粒子效應的方法。
【發明內容】
[0005]針對現有技術的不足，本發明提供了一種多通道SRAM單粒子測試裝置和方法，可高效地同時測試多片SRAM芯片，節省測試時間，在測試的過程中，還可以硬件檢測芯片的閂鎖效應，減少電磁干擾。該裝置包括:
[0006]測試板和主控板；其中，
[0007]測試板用于固定、連接待測芯片；
[0008]主控板用于控制輻照測試系統，并讀取、記錄待測芯片中的數據。其中，所述主控板包括:
[0009]電源模塊，用于將輸入電源轉化為各模塊所需要的不同電壓；
[0010]通信模塊，用于接收外部信號；
[0011]緩存模塊，用于讀寫測試數據；
[0012]主控模塊，用于實現控制信號的命令，為各模塊提供時序控制；電平轉換模塊，用于轉換被測芯片接口電平與FPGA接口電平；第一接口模塊，用于連接主控板和測試板。
[0013]其中，所述測試板包括第二接口模塊和測試夾具；其中，
[0014]所述第二接口模塊，用于連接主控板和測試板；
[0015]所述測試夾具為待測SRAM提供固定。
[0016]所述測試夾具的數量為N，其中N為1、2、3、4……等。
[0017]其中，所述測試板和控制板沿豎直方向平行放置；所述測試板和控制板上挖有空槽，用于放置數據排線；所述空槽的數量為N，其中N為0、1、2、3、4……等。
[0018]相應的，本發明還提供了一種多通道SRAM單粒子測試方法，包括:
[0019]a.將測試數據寫入待測芯片中，并讀出待測芯片中的數據，與寫入的數據對比；
[0020]b.兩組數據對比無誤后開啟輻照；
[0021]c.輻照過程中，不斷讀取待測芯片中測得的數據；
[0022]d.將測量數據與預設的數據進行對比，記錄不相同的數據。
[0023]本發明提供了一種基于FPGA的多通道SRAM器件單粒子效應測試系統，該系統能夠同時實現對多個SRAM器件單粒子效應進行測試，獲得單粒子效應特征參數，提高對被測器件抗單粒子效應能力預估的準確性。該系統還可實時檢測被測器件工作電流的大小，防止閂鎖效應的發生。
【專利附圖】
【附圖說明】
[0024]通過閱讀參照以下附圖所作的對非限制性實施例所作的詳細描述，本發明的其它特征、目的和優點將會變得更明顯:
[0025]圖1為本發明中多通道SRAM單粒子測試系統硬件框圖；
[0026]圖2為本發明中多通道SRAM單粒子測試系統板位置關系示意圖；
[0027]圖中相同或相似的附圖標記代表相同或相似的部件。
【具體實施方式】
[0028]下面詳細描述本發明的實施例，所述實施例的示例在附圖中示出，其中自始至終相同或類似的標號表示相同或類似的元件或具有相同或類似功能的元件。下面通過參考附圖描述的實施例是示例性的，僅用于解釋本發明，而不能解釋為對本發明的限制。
[0029]本發明提供了一種多通道SRAM單粒子測試裝置，該裝置包括:測試板和主控板；其中，
[0030]測試板用于固定、連接待測芯片；主控板用于控制輻照測試系統，并讀取、記錄待測芯片中的數據。
[0031]其中，所述主控板包括:
[0032]電源模塊，用于將輸入電源轉化為各模塊所需要的不同電壓；通信模塊，用于接收外部信號；緩存模塊，用于讀寫測試數據；主控模塊，用于實現控制信號的命令，為各模塊提供時序控制；電平轉換模塊，用于轉換被測芯片接口電平與FPGA接口電平；第一接口模塊，用于連接主控板和測試板。
[0033]其中，所述測試板包括第二接口模塊和測試夾具；其中，所述第二接口模塊，用于連接主控板和測試板；所述測試夾具為待測SRAM提供固定。所述測試夾具的數量為N，其中 N 為 1、2、3、4......等。
[0034]其中，所述測試板和控制板沿豎直方向平行放置；所述測試板和控制板上挖有空槽，用于放置數據排線；所述空槽的數量為N，其中N為0、1、2、3、4……等。
[0035]相應的，本發明還提供了一種多通道SRAM單粒子測試方法，包括:
[0036]a.將測試數據寫入待測芯片中，并讀出待測芯片中的數據，與寫入的數據對比；
[0037]b.兩組數據對比無誤后開啟輻照；
[0038]c.輻照過程中，不斷讀取待測芯片中測得的數據；
[0039]d.將測量數據與預設的數據進行對比，記錄不相同的數據。
[0040]本發明提供了一種基于FPGA的多通道SRAM器件單粒子效應測試系統，該系統能夠同時實現對多個SRAM器件單粒子效應進行測試，獲得單粒子效應特征參數，提高對被測器件抗單粒子效應能力預估的準確性。該系統還可實時檢測被測器件工作電流的大小，防止閂鎖效應的發生。
[0041]為使本發明的目的、技術方案和優點更加清楚明白，以下結合具體實施例，并參照附圖，對本發明進一步詳細說明。本發明的具體實施中，電源管理芯片選用TPS650532，差分放大器芯片采用MAX4173，模數轉換芯片采用ADS7886，USB控制芯片采用CY68013A，緩存SRAM 采用 IS61WV102416BLL，FPGA 采用 Altera 公司 CycloneIII 系列 EP3C40F484C7，電平轉換芯片采用SN74VC16T245。
[0042]在本實施例中，主控板的電源模塊將輸入電源經電源管理芯片轉變成3.3V、2.5V、1.2V等電壓供各模塊使用。由于接口模塊一需要給被測芯片提供電源，所以供給接口模塊一的電源需經過一個差分放大器芯片和繼電器。差分放大器芯片用于提取被測芯片所用電流，提取的電流信號經過模數轉化芯片轉化為數字信號，若該數字信號比預設最大電流值大，則斷開繼電器，切斷被測芯片的電源。
[0043]通信模塊采用USB控制芯片，使上位機與主控板之間通過USB接口進行通信，控制整個測試的通斷。
[0044]緩存模塊由兩片SRAM組成，由于USB控制芯片速率限制，緩存模塊暫存被測SRAM芯片之中的讀寫數據，即在開始測試時，緩存模塊暫存將要寫入被測SRAM芯片中的數據，測試過程中，緩存模塊暫存從被測SRAM芯片中讀出的數據。
[0045]主控模塊由FPGA及其配置電路構成，接收來自上位機的控制信號，為其他各模塊正常工作提供控制時序，協調各模塊之間的工作，是整個系統板的核心部件。
[0046]電平轉換模塊由多片電平轉換芯片構成，將被測芯片接口電平與FPGA接口電平進行轉換。主控板的接口模塊一與測試板的接口模塊二相連，使主控板與測試板間進行通信，將測試信號傳遞到測試板，并返回測試板上的測試數據。
[0047]測試夾具I到測試夾具8為待測SRAM提供固定，測試時，可通過片選信號選擇待測芯片，加快測試效率，方便測試。
[0048]測試過程中，主控板與測試板的位置關系如圖2所示。I為主控板，2為測試板，在測試板2 —側挖出空槽5和空槽7，將數據排線6和數據排線8穿過兩個空槽5和7連接接口 4和9、接口 3和10，輻射源11打到測試板2正面的待測芯片上。此種連接方式可以避免輻射源對主控板上芯片數據的干擾，而且數據排線在連線過程中位置相對穩定，方便接線、防止排線電磁干擾引起的數據錯誤。
[0049]開始測試時，上位機通過通信模塊向主控模塊發送控制信號，并向緩存模塊存入測試數據；然后主控模塊將測試數據寫入待測芯片中，寫入完成后讀出待測芯片中的數據，與寫入的數據對比，無誤后開啟輻照。輻照過程中，主控模塊不斷讀取待測芯片中的數據，并將它存入緩存模塊，經通信模塊傳入上位機中。在上位機中，將傳回的數據與預設的數據進行對比，若不相同，則記錄。
[0050]本發明提供的單粒子檢測裝置可以利用硬件檢測芯片出現閂鎖效應，并采用硬件關斷電流，防止芯片被損壞；并且測試系統可同時測試多只待測芯片，提高效率；與此同時，測試電路板的擺放位置關系可以避免輻射源對主控板上芯片數據的干擾，而且數據排線在連線過程中位置相對穩定，方便接線、防止排線電磁干擾引起的數據錯誤。
[0051]上述實施例為本發明較佳的實施方式，但本發明的實施方式并不受上述實施例的限制，其他的任何未背離本發明的精神實質與原理下所作的改變、修飾、替代、組合、簡化，均應為等效的置換方式，都包含在本發明的保護范圍之內。
【權利要求】
1.一種多通道3狀1單粒子測試裝置，包括:測試板和主控板； 其中， 測試板用于固定、連接待測芯片； 主控板用于控制輻照測試系統，并讀取、記錄待測芯片中的數據。
2.根據權利要求1所述的單粒子測試裝置，其特征在于，所述主控板包括: 電源模塊，用于將輸入電源轉化為各模塊所需要的不同電壓； 通信模塊，用于接收外部信號； 緩存模塊，用于讀寫測試數據； 主控模塊，用于實現控制信號的命令，為各模塊提供時序控制；電平轉換模塊，用于轉換被測芯片接口電平與？？以接口電平；第一接口模塊，用于連接主控板和測試板。
3.根據權利要求1所述的單粒子測試裝置，其特征在于，所述測試板包括第二接口模塊和測試夾具；其中， 所述第二接口模塊，用于連接主控板和測試板； 所述測試夾具為待測31^1提供固定。
4.根據權利要求3所述的單粒子測試裝置，其特征在于，所述測試夾具的數量為I其中?為1、2、3、4......等。
5.根據權利要求1所述的單粒子測試裝置，其特征在于，所述測試板和控制板沿豎直方向平行放置。
6.根據權利要求1所述的單粒子測試裝置，其特征在于，所述測試板和控制板上挖有空槽，用于放置數據排線。
7.根據權利要求1所述的單粒子測試裝置，其特征在于，所述空槽的數量為I其中~為 0、1、2、3、4......等。
8.一種多通道3狀1單粒子測試方法，包括:將測試數據寫入待測芯片中，并讀出待測芯片中的數據，與寫入的數據對比； 匕兩組數據對比無誤后開啟輻照；. 0.輻照過程中，不斷讀取待測芯片中測得的數據；. (1.將測量數據與預設的數據進行對比，記錄不相同的數據。
【文檔編號】G11C29/56GK104505125SQ201410730074
【公開日】2015年4月8日 申請日期:2014年12月4日 優先權日:2014年12月4日
【發明者】劉倩茹, 趙發展, 劉剛, 羅家俊, 韓鄭生 申請人:中國科學院微電子研究所