[发明专利]1‑Wire总线测温电路DS18B20单粒子效应评估系统及方法

权利要求书

1.一种1-Wire总线测温电路DS18B20单粒子效应检测系统，其特征在于：由计算机、程控电源、控制板、试验板及相关线缆组成，其中所述程控电源、控制板与试验板置于单粒子试验环境内，所述试验板安装在束流源近端；所述计算机置于所述单粒子试验环境外，分别通过USB总线与UART总线远程控制所述程控电源与所述控制板的工作；所述程控电源通过电源总线为所述控制板与所述试验板供电，同时监控所述试验板上DS18B20的工作电流，将实时监控的工作电流通过USB总线反馈给所述计算机；所述控制板通过1-Wire总线实现对所述试验板上DS18B20的控制与通信，并将实验结果通过UART总线反馈给所述计算机。

2.根据权利要求1所述的1-Wire总线测温电路DS18B20单粒子效应检测系统，其特征在于：所述控制板包括：FPGA、电源管理电路、配置电路、时钟管理电路、复位电路、UART接口电路、UART插槽、1-Wire插槽。

3.根据权利要求2所述的1-Wire总线测温电路DS18B20单粒子效应检测系统，其特征在于：所述FPGA的内部逻辑包括用于通信的UART Core、用于1-Wire通信的SOPC Core以及主控制逻辑部分。

4.根据权利要求2所述的1-Wire总线测温电路DS18B20单粒子效应检测系统，其特征在于：所述电源管理电路为所述控制板上各部分模块供电。

5.根据权利要求2所述的1-Wire总线测温电路DS18B20单粒子效应检测系统，其特征在于：所述UART接口电路用于所述计算机与所述控制板的UART协议转换。

6.根据权利要求2所述的1-Wire总线测温电路DS18B20单粒子效应检测系统，其特征在于：所述配置电路、时钟管理电路以及复位电路用于所述FPGA的正常工作设置。

7.一种使用权利要求1-6任意一项所述的检测系统进行的1-Wire总线测温电路DS18B20单粒子效应检测方法，其特征在于包括如下步骤：

步骤1，系统安装，具体为：试验器件预先开帽，安装于试验板上，置于束流源照射范围内，确保束流源产生的高能粒子能照至试验器件的芯片表面；

步骤2，系统上电，具体为：计算机通过USB总线控制程控电源为试验板、控制板上电，从而为安装在试验板上的试验器件的电源引脚加电；

步骤3，系统初始化，具体为：计算机通过UART总线控制控制板发送1-Wire指令进行初始化，实现对各个总线上试验器件的检测，如果各个总线上无试验器件，则反馈计算机，试验结束；如果各个总线上试验器件存在，则进入下一步骤；

步骤4，跳过ROM匹配，具体为：计算机通过UART总线控制控制板发送1-Wire指令跳过ROM匹配，使后续指令不针对特定ID的试验器件；

步骤5，温度转换，具体为：计算机通过UART总线控制控制板发送1-Wire指令转换温度，当前温度值存于暂存器内；

步骤6，读暂存器，具体为：计算机通过UART总线控制控制板发送1-Wire指令读暂存器（SCRATCHPAD），并将每次读取的数据与前一次做对比，记录下发生翻转的Bit位的数量，存储在控制板的存储区内；

步骤7，开启束流源，使高能粒子照射至试验器件的芯片表面；

步骤8，判断是否累积至最大粒子注量，如果是，则记下暂存器最终发生翻转的总位数，试验结束；如果不是，则进入下一步骤；

步骤9，判断是否发生单粒子翻转，如果是，则更新翻转的总位数，返回步骤6；如果不是，则返回步骤6；

步骤10，开始执行步骤9的同时，判断是否发生单粒子锁定，程控电源检测试验器件工作电流变化，如果发现工作电流突然增大至超过检测阈值，则判定试验器件发生单粒子锁定，记录此时试验器件的电流值与暂存器发生翻转的总位数，试验结束；否则，返回步骤6。