[发明专利]一种低功耗小型化单粒子瞬态参数测试装置及方法

说明书

本发明公开一种低功耗小型化单粒子瞬态参数测试装置及方法，该装置包括单粒子瞬态脉冲靶电路模块，用于按照不同辐照条件产生具有不同参数的单粒子瞬态脉冲；压控振荡器，用于根据单粒子瞬态脉冲靶电路模块产生的不同脉冲输出不同频率的波形；测试模块，用于检测压控振荡器的输出波形，输出给波形分析计算模块；波形分析计算模块，用于接收压控振荡器的输出波形进行分析，并根据输出波形的波动状态计算出单粒子瞬态参数输出。本发明具有结构简单紧凑、占地面积小、功耗低、测试精度高且能够测试脉冲幅度等优点。

技术领域

本发明涉及集成电路技术领域，尤其涉及一种低功耗小型化单粒子瞬态参数测试装置及方法。

背景技术

在太空中工作的基于体硅工艺的集成电路容易受空间粒子轰击而产生单粒子瞬态效应，为抑制该单粒子效应，通常会用到不少屏蔽技术，然而屏蔽技术的使用会导致芯片的性能下降或者面积增大等众多问题，以及为了满足对更高集成度、更多功能以及更低功耗集成电路的需求，目前集成电路的特征尺寸和工作电压在不断缩减，导致电路的辐照敏感度也急剧增加，而不同工艺尺寸下均需要根据其工艺特性设计不同抗辐射加固电路。若能够提前测试出相应的单粒子瞬态电流的参数，如幅度大小和持续时间，则可以为后续加固提供具体的参考余量，提前测试出单粒子瞬态参数亦为抑制上述单粒子效应最为合理、有效的方式，因此测试单粒子效应产生的脉冲的宽度幅度和时间是十分必要的。

针对单粒子效应脉冲的测试，目前均是基于数字电路延时链的方法，即通过由一条由简单逻辑门组成的长链以及相应的触发器链构成数字电路延时链，使用该数字电路延时链对单粒子效应瞬态脉冲进行测试，但是该类方法需要使用由大量逻辑门组成长链以及触发器链构成数字电路延时链，使得占用面积以及功耗大，测试精度受延时链最小单元限制，对脉冲时间测试精度不高，且存在无法测量幅度等问题。

发明内容

本发明要解决的技术问题就在于：针对现有技术存在的技术问题，本发明提供一种结构简单紧凑、占地面积小、功耗低、测试精度高且能够测试脉冲幅度的低功耗小型化单粒子瞬态参数测试装置，以及实现方法简单、测试精度高的单粒子瞬态参数测试方法。

为解决上述技术问题，本发明提出的技术方案为：

一种低功耗小型化单粒子瞬态参数测试装置，包括：

单粒子瞬态脉冲靶电路模块组，用于按照不同辐照条件产生具有不同参数的单粒子瞬态脉冲；

压控振荡器，用于根据所述单粒子瞬态脉冲靶电路模块组产生的不同脉冲输出不同频率的波形；

测试模块，用于检测所述压控振荡器的输出波形，输出给波形分析计算模块；

波形分析计算模块，用于接收所述压控振荡器的输出波形进行分析，并根据所述压控振荡器的输出波形的波动状态计算出所述单粒子瞬态脉冲的参数输出。

作为本发明装置的进一步改进：所述单粒子瞬态脉冲靶电路模块组在非辐照条件下输出稳定的指定电压值，在辐照条件下根据不同的辐照条件产生具有不同脉宽和幅值的单粒子瞬态脉冲。

作为本发明装置的进一步改进：所述单粒子瞬态脉冲靶电路模块组包括多个用于产生不同类型脉冲的靶电路，每个所述靶电路中设置有不同宽长比的NMOS管和/或PMOS管，各所述靶电路通过开关控制接入。

作为本发明装置的进一步改进：所述压控振荡器为在指定辐照指标下不发生单粒子效应的加固型压控振荡器。

作为本发明装置的进一步改进：所述测试模块在非辐照条件下检测并记录所述压控振荡器正常的输出频率，在辐照条件下检测并记录所述压控振荡器输出波形发生变化时刻的波形，以及记录所述压控振荡器恢复正常时的工作频率。

作为本发明装置的进一步改进：所述测试模块为具有频率波动探测功能的示波器。