[发明专利]一种DSP器件单粒子翻转效应检测方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种单粒子翻转效应检测方法，尤其涉及一种DSP器件单粒子翻转效应检测方法，属于空间通信专业技术领域。 

背景技术

DSP器件由于适合于数字信号处理，例如傅里叶变换、数字滤波算法、加密算法和编码解码算法等而广泛应用于数字通信系统，在星载信号处理系统中也已经多次成功的用到了DSP。然而空间中充满了来自宇宙的各种粒子：质子、电子、重离子、α粒子、β射线等，这些粒子会引起器件的辐射效应，DSP器件主要体现为单粒子效应和总剂量效应，本发明研究的是DSP器件单粒子翻转效应检测。 

国外对DSP器件单粒子翻转检测研究较多：文献[1]“Radiation Hardness Evaluation of a Class V32-Bit Floating-Point Digital Signal Processor”采用的分模块加向量的方法，设计了24个测试程序加几万个测试向量检测图1所示DSP器件的主要模块单粒子效应，该测试用例过于复杂，测试用例为24个，使用的测试向量高达几万，同时文献[1]测试虽然较全面，但各模块划分不精准，也没有介绍如何解决故障传递的；文献[2]“Single Event Upset Characterization of the SMJ320C6701Digital Signal Processor Using Proton Irradiation”采用分模块加固定数方法，设计了5个测试程序，通过JTAG口运行测试程序监测了DSP器件内部寄存器、整数运算单元、浮点运算单元、DMA控制器以及内部RAM区等5个模块的单粒子效应，该测试方法测试用例设计较多但测试模块较少，仅CPU模块设计了 2个测试用例，对DSP器件重要模块EMIF接口等没有测试，同时，该检测方法采用固定数的方法，接口出现故障时不便于发现；该测试方法使用JTAG运行测试用例，运行结果不便于监测；文献[3]“Single Event Effects Test Results for the80C186and80C286Microprocessors and the SMJ320C30and SMJ320C40Digital Signal Processors”采用分模块加简单程序运行的检测方法，设计了4～5个测试用例，完成了5种DSP器件几个主要功能模块，如算术单元、寄存器、总线和CACHE单元，但该测试采用的测试用例为简单程序，由两个短循环程序加NOP语句组成，发生单粒子翻转引起错误时不易观察。 

发明内容

本发明的技术解决问题是：克服现有技术的不足，提供了一种DSP器件单粒子翻转效应检测方法，通过采用分模块加固定向量方法，在减少故障传递和单粒子效应试验时间的同时，准确的检测DSP器件内部单粒子敏感模块和重要模块的单粒子翻转效应。 

本发明的技术解决方案是：一种DSP器件单粒子翻转效应检测方法，步骤如下： 

（1）建立由上位机、路由器、电源模块、FPGA板、DSP器件子板组成的检测系统，其中FPGA板和DSP器件子板置于真空罐内，电源模块置于真空罐外上为FPGA板和DSP器件供电，上位机通过路由器与FPGA板和电源相连接用于实时监视单粒子翻转试验结果； 

（2）FPGA板通过接口与DSP器件通信用于对DSP器件进行控制，同时获取DSP器件内部各模块单粒子翻转效应试验的检测数据，DSP器件配有SRAM 芯片用于运行DSP程序，FPGA器件配有FLASH芯片用于存储FPGA程序，FPGA板配有SRAM芯片用于存储单粒子翻转效应试验的检测数据； 

（3）依次采用四个测试用例对DSP器件进行内部RAM、寄存器和HPI接口单粒子翻转效应检测、对DSP器件进行内部RAM、EMIF接口和串口单粒子翻转效应检测、对DSP器件进行CPU模块单粒子翻转效应检测、对DSP器件进行PLL模块单粒子翻转效应检测； 

（4）完成DSP器件单粒子翻转效应检测。 

本发明与现有技术相比的有益效果： 

（1）分模块设计测试用例，在各模块不相互干扰的情况下减少测试用例，减少各模块单粒子翻转检测和中断检测混淆的同时，较全面的测试DSP器件内部各模块单粒子翻转，从而减少了单粒子翻转试验时间，节省了资源； 

（2）固定向量检测方法，测试程序运行在DSP器件外部，内部程序RAM、内部数据RAM以及寄存器设置为固定向量，减少了程序设计引起的故障传递，每个接口输出通过0、1交替波形，避免了接口故障时的判断。 

附图说明