[发明专利]一种电子系统在轨单粒子效应验证系统

说明书

本发明公开了一种电子系统在轨单粒子效应验证系统，包括空间环境探测器、FPGA控制器，FPGA控制器分别与两个以上被测电子系统和空间环境探测器相连；两个以上被测电子系统具备自检测功能，通过自检测统计由于单粒子效应引起的数据错误，并将统计的数据错误作为监测数据发送给FPGA控制器；同时两个以上被测电子系统将数据相互过程中由于单粒子效应引起的数据错误作为监测数据发送给FPGA控制器；空间环境探测器通过探测空间环境甄别出有效粒子事件，作为监测数据发送给FPGA控制器；通过对比被测电子系统和空间环境探测器发来的监测数据，确认产生数据错误的时刻是否发生了单粒子效应来进行单粒子效应验证。本发明能够实现电子系统单粒子效应在轨验证。

技术领域

本发明涉及空间粒子探测技术领域，具体涉及一种电子系统在轨单粒子效应验证系统。

背景技术

目前随着低功耗高速大规模集成电路在航天器上的大量应用，单粒子效应几乎总会发生，开展航天器电子器件在轨单粒子效应验证研究，为航天器单粒子效应引起的故障定位判别及针对性防护提供技术支持，已成为防止单粒子效应对航天器造成故障和事故的有效手段。

带电粒子通过与航天器材料、器件、电子学系统相互作用，可能会引起严重的辐射损伤效应，包括单粒子效应、充放电效应、电离总剂量效应和位移损伤效应等。其中单粒子效应是指高能带电粒子在器件的灵敏区内产生大量带电粒子的现象，当能量足够大的粒子入射集成电路时，由于电离效应，产生数量极多的电离空穴-电子对，引起半导体器件的软错误，使逻辑器件和存储器产生单粒子翻转、单粒子锁定、单粒子烧毁等。

目前针对单粒子效应在轨验证主要是对某一型号或某一类电子器件，例如SDRAM、FLASH等存储芯片，这些器件彼此独立，且不执行任何功能，在轨验证时仅对这些芯片单粒子效应监测，而具有指定功能的电子系统在轨验证工作尚未无先例，随着大规模集成电路的普遍应用，如ARM、DSP等器件，使得电子器件系统级在轨验证的需求日益增长。

发明内容

有鉴于此，本发明提供了一种电子系统在轨单粒子效应验证系统，可实现电子系统单粒子效应在轨验证。

本发明的具体实施方案如下：

一种电子系统在轨单粒子效应验证系统，包括两个以上能够进行数据交互的被测电子系统，其特征在于，所述验证系统包括：空间环境探测器、FPGA控制器及供电模块；

所述FPGA控制器分别与两个以上被测电子系统和所述空间环境探测器相连；

两个以上被测电子系统具备自检测功能，通过自检测统计由于单粒子效应引起的数据错误，并将统计的数据错误作为监测数据发送给FPGA控制器；同时所述两个以上被测电子系统将数据相互过程中由于单粒子效应引起的数据错误作为监测数据发送给FPGA控制器；

所述空间环境探测器通过探测空间环境甄别出有效粒子事件，采集有效粒子事件脉冲高度作为监测数据发送给FPGA控制器；

所述FPGA控制器用于存储被测电子系统和空间环境探测器发来的监测数据；

所述供电模块用于为整个系统供电，并为空间环境探测器提供高压偏置；

通过对比被测电子系统和空间环境探测器发来的监测数据，确认产生数据错误的时刻是否发生了单粒子效应来进行单粒子效应验证：若产生数据错误的时刻发生了单粒子效应，表明数据错误是由单粒子效应引起的；若产生数据错误的时刻没有发生单粒子效应，表明数据错误不是由单粒子效应引起的。

进一步地，所述两个以上被测电子系统通过三模冗余方式存储数据。

进一步地，所述空间环境探测器包括LET探头、质子探头和电子学板；LET探头用于探测LET谱段并产生电荷信号传给电子学板，质子探头用于探测质子谱段并产生电荷信号传给电子学板，电子学板用于放大接收到的电荷信号并甄别出有效粒子事件；LET探头、质子探头分别固定在电子学板上。