[发明专利]SRAM存储单元单粒子翻转的测试电路、测试系统及方法

说明书

本发明提供一种SRAM存储单元单粒子翻转的测试电路、测试系统及方法，包括：发射脉冲激光的脉冲激光辐射装置；设置于步进机台上的被测模块，与脉冲激光辐射装置的激光出射口相对；与被测模块连接的器件供电和信号传输采集模块，用于为被测模块提供电源，并检测被测模块的单粒子翻转效应。提供一具有SRAM存储单元的被测模块，将数据写入SRAM存储单元，待器件供电和信号传输采集模块的输出信号稳定后，将SRAM存储单元配置为保持状态；开启脉冲激光辐射装置，对被测模块进行逐点辐照；当器件供电和信号传输采集模块的输出信号改变时，检测到单粒子翻转。本发明结构简单、试验费用低，基于本发明的单粒子翻转效应的研究周期短。

技术领域

本发明涉及存储器的设计及测试领域，特别是涉及一种SRAM存储单元单粒子翻转的测试电路、测试系统及方法。

背景技术

静态随机存储器(SRAM)由于其读写速度快、功耗低、高集成度等优点而被广泛使用。作为飞船、卫星中必不可少的存储器之一，在数据存储方面发挥着巨大的作用。

对于需要执行航天任务的卫星而言，在外层空间环境中，存在着大量的银河宇宙射线、太阳耀斑以及地磁俘获带的粒子，会对卫星上电子设备的可靠性产生不可忽视的影响，严重影响卫星的使用寿命。在众多辐射效应中，单粒子翻转效应作为主要的辐射效应而备受关注。单粒子翻转(Single Event Upset)是指粒子穿过芯片时，沿其路径会损失能量，产生大量的空穴电子对，这些电荷通过漂移和扩散被收集，产生瞬态脉冲，使器件的逻辑状态发生翻转。

SRAM存储单元是否发生单粒子翻转，取决于其翻转敏感区(截至NMOS和截至PMOS的漏极区域)临界电荷(Qmt)的大小。临界电荷的定义为，灵敏电极收集到的，可以导致器件逻辑状态翻转的最小电荷。随着集成电路向高集成度、低特征尺寸不断发展，器件的栅长、节点深度、氧化层厚度都相应的减小。可以看出，器件特征尺寸越小，临界电荷的数值也就越小，发生单粒子翻转也就越容易。

单粒子效应的机理研究和抗单粒子效应的实验评估主要有模拟试验和计算机仿真两种方法。模拟试验分为飞行试验和地面试验，飞行试验是研究单粒子效应比较直观的方法，能够真实反映空间环境中单粒子效应的实际情况，但存在试验费用高、研究周期长、限制条件多、单粒子效应发生具有随机性等特点。目前国内外研究单粒子效应和进行抗单粒子效应加固验证主要是采用地面模拟试验的手段。

目前高性能的数字系统、数模混合系统都需要用到SRAM作为内存，并且对于存储的容量要求随性能的提高而加大。一些大规模SOC系统中，SRAM的面积甚至芯片面积的90％。而SRAM存储单元是SRAM模块或者芯片最为核心的部分。为了减少SRAM模块的面积，一般SRAM存储单元的设计会选择在工艺设计规则(DRC)的指导下减少工艺制造的安全余量，绘制紧密的版图，但这样的设计思路必然导致，在辐射环境下，实际的存储器件相比于其他逻辑单元对于辐射更加敏感(更容易发生辐射效应)。

如何设计一种测试结构简单、试验费用低、研究周期短的针对SRAM存储单元单粒子翻转的测试电路、测试系统及方法，已成为本领域技术人员亟待解决的问题之一。

发明内容

鉴于以上所述现有技术的缺点，本发明的目的在于提供一种SRAM存储单元单粒子翻转的测试电路、测试系统及方法，用于解决现有技术中SRAM存储单元单粒子翻转的测试结构复杂、测试步骤繁琐等问题。

实现上述目的及其他相关目的，本发明提供一种SRAM存储单元单粒子翻转的测试电路，所述SRAM存储单元单粒子翻转的测试电路至少包括：

SRAM存储单元及测试单元；

其中，所述测试单元连接于所述SRAM存储单元的存储节点，用于检测所述SRAM存储单元中的单粒子翻转效应。

可选地，所述SRAM存储单元包括4T SRAM存储单元、6T SRAM存储单元、7T SRAM存储单元或8T SRAM存储单元。