[发明专利]一种用于CMOS图像传感器单粒子翻转效应的测试方法

说明书

本发明提供了一种用于CMOS图像传感器单粒子翻转效应的测试方法。该方法所涉及的测试系统是由PC机和CMOS图像传感器测试板组成，其中CMOS图像传感器测试板由图像和数据接口、现场可编程门阵列、CMOS图像传感器和外围电路组成，在PC机中设置有图像成像软件和寄存器读写软件，PC机中图像采集卡通过数据线与CMOS图像传感器测试板中的图像和数据接口相连，现场可编程门阵列将图像数据映射成标准图像格式传递给PC机，电源通过外围电路为CMOS图像传感器和现场可编程门阵列供电，寄存器读写软件可读写CMOS图像传感器内部寄存器值，同时将读出值和初值进行比较，判定该寄存器是否发生翻转，并自动统计寄存器发生翻转次数。本发明所述方法简单快速，计算结果准确，实时性强。

技术领域

本发明涉及电子器件辐射效应检测技术领域，涉及一种用于CMOS图像传感器单粒子翻转效应的测试方法。

背景技术

和电耦合器件(CCD)相比较，CMOS图像传感器有着集成度高、速度快、低功耗等优点。而且近些年来，快速发展的CMOS图像传感器生产工艺已经极大提高了CMOS图像传感器的性能，使其可以比拟CCD。因为这些优势，基于CMOS制造工艺的图像传感器已经被应用在空间领域，涉及星敏感器、遥感成像和对地观测等方面。

CMOS图像传感器在空间应用时，空间中的质子、中子和重离子会导致CMOS图像传感器发生单粒子翻转，严重时导致其采集图像完全异常。因此需要研发出高抗单粒子翻转的CMOS图像传感器，这就需要在地面模拟空间辐射环境装置上进行单粒子翻转试验，评估其单粒子翻转截面，找出器件对单粒子翻转敏感的寄存器，从而有针对性的进行加固处理。已有的针对CMOS图像传感器单粒子翻转测试方法，主要根据CMOS图像传感器在线采集暗场异常图像倒推对应功能寄存器翻转，这种方法能够推测出CMOS图像传感器某些典型图像异常对应的翻转寄存器，缺点是无法准确建立所有异常图和翻转寄存器对应关系，也不能评估出寄存器翻转截面，因此不能作为CMOS图像传感器单粒子翻转评估方法。本发明所述的一种用于CMOS图像传感器单粒子翻转效应测试方法，该方法具有的效果是能够实现评估CMOS图像传感器不同寄存器和器件整体的翻转截面，并建立寄存器翻转和异常图像对应关系。在地面模拟空间环境辐照试验中，在线实时采集CMOS图像传感器内部寄存器值，同时采集暗场图像。依据统计的寄存器翻转次数，评估其翻转截面，为CMOS图像传感器抗辐射评估提供试验指导。在利用地面模拟空间辐射环境装置研究电子元器件单粒子效应时，CMOS图像传感器是放置在辐照室，测试人员需要在外面进行远程控制，实时监测器件工作状况。

已有的针对CMOS图像传感器单粒子翻转测试方法，主要根据CMOS图像传感器在线采集暗场异常图像倒推对应功能寄存器翻转，这种方法能够推测出CMOS图像传感器某些典型图像异常对应的某寄存器翻转，缺点是无法准确建立所有异常图和寄存器翻转对应关系，也不能评估出寄存器翻转截面，因此不能作为CMOS图像传感器单粒子翻转评估方法。

发明内容

本发明的目的在于，在利用地面模拟空间辐射环境装置研究CMOS图像传感器单粒子翻转效应时，实时读取CMOS图像传感器内部寄存器值并采集暗场图像，提供一种用于CMOS图像传感器单粒子翻转效应测试方法，该方法所涉及的测试系统是由PC机和CMOS图像传感器测试板组成，其中CMOS图像传感器测试板由图像和数据接口、现场可编程门阵列(FPGA)、CMOS图像传感器和外围电路组成，在PC机中设置有图像成像软件和寄存器读写软件，PC机中图像采集卡通过数据线与CMOS图像传感器测试板中的图像和数据接口相连，现场可编程门阵列(FPGA)将图像数据映射成标准图像格式传递给PC机，电源通过外围电路为CMOS图像传感器和现场可编程门阵列(FPGA)供电，寄存器读写软件可读写CMOS图像传感器内部寄存器值，同时将读出值和初值进行比较，判定该寄存器是否发生翻转，并自动统计寄存器发生翻转次数。