一種基于靜態(tài)隨機存儲器的輻照偏置系統(tǒng)的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明涉及一種基于靜態(tài)隨機存儲器的輻照偏置系統(tǒng)，該系統(tǒng)是由輻照電路模塊、激勵輸出模塊、數(shù)據處理模塊、錯誤顯示模塊、寫讀控制模塊、下載配置模塊、精準電源和鉛屏蔽室組成，本發(fā)明采用閃存作為數(shù)據載體，以現(xiàn)場可編程門陣列作為控制中心，使其能夠脫離計算機而單獨工作。通過鉛室屏蔽的方法使其在輻射源里直接給靜態(tài)隨機存儲器提供讀操作和寫操作所需的信號激勵，模擬了靜態(tài)隨機存儲器器件在空間輻射環(huán)境中工作的真實情況，對靜態(tài)隨機存儲器的輻射損傷機理的深入研究具有重大意義。同時，根據要求更改輸出端口信號的配置，使其適用于現(xiàn)有所有型號靜態(tài)隨機存儲器器件的輻照實驗。改善了現(xiàn)有組成結構復雜及系統(tǒng)的信號完整性差和操作麻煩的不足。
【專利說明】—種基于靜態(tài)隨機存儲器的輻照偏置系統(tǒng)【技術領域】
[0001]本發(fā)明涉及一種基于靜態(tài)隨機存儲器的輻照偏置系統(tǒng)，屬于空間輻射環(huán)境模擬實驗的加偏置，具體涉及靜態(tài)隨機存儲器在輻照實驗中加偏置以及其存儲功能檢測。
【背景技術】
[0002]靜態(tài)隨機存儲器以其功耗低、存取速度快等優(yōu)勢而被廣泛應用于航天器及衛(wèi)星的控制系統(tǒng)中，其可靠性將直接決定航天器及在軌衛(wèi)星的正常工作和使用壽命。然而空間環(huán)境中存在大量的高能輻射粒子，他們作用于靜態(tài)隨機存儲器會導致其工作性能嚴重退化，如:噪聲容限下降、功耗電流增加等。為了模擬靜態(tài)隨機存儲器器件在空間輻射環(huán)境中的真實工作情況和深入研究靜態(tài)隨機存儲器在空間輻射環(huán)境中工作時受到的輻射損傷，我們需要一個能夠在地面輻射環(huán)境中對靜態(tài)隨機存儲器施加工作激勵的偏置系統(tǒng)。
[0003]2010年中國科學院大學的一篇名為《靜態(tài)隨機存儲器總劑量輻射效應及評估技術的研究》的碩士學位論文的第四章中的第二節(jié)介紹了一套靜態(tài)隨機存儲器輻照實驗的在線加偏置系統(tǒng)。該測試 系統(tǒng)是由計算機，傳輸電纜，測試板和輻照板組成，通過22米長的數(shù)據傳輸線將激勵信號輸送給輻射源中的靜態(tài)隨機存儲器器件。但是，由于這套系統(tǒng)組成結構復雜，不方便攜帶，并且長線傳輸數(shù)據的方式又嚴重破壞了激勵信號的完整性。因此，為了提高靜態(tài)隨機存儲器輻照實驗的可行性以及結果的可靠性，急需開發(fā)出一套方便輕盈、性能優(yōu)良的偏置系統(tǒng)來對輻照中的靜態(tài)隨機存儲器施加工作激勵信號。
【發(fā)明內容】
[0004]本發(fā)明的目的在于，提供一種基于靜態(tài)隨機存儲器的輻照偏置系統(tǒng)，該系統(tǒng)是由輻照電路模塊、激勵輸出模塊、數(shù)據處理模塊、錯誤顯示模塊、寫讀控制模塊、下載配置模塊、精準電源和鉛屏蔽室組成，采用閃存作為數(shù)據載體，以現(xiàn)場可編程門陣列作為控制中心，使其能夠脫離計算機而單獨工作。通過鉛室屏蔽的方法使其在輻射源里直接給靜態(tài)隨機存儲器提供讀操作和寫操作所需的信號激勵。本發(fā)明集成了以往系統(tǒng)的功能，并且改善了其組成結構復雜、不僅大大改善了現(xiàn)有系統(tǒng)中信號完整性差和操作麻煩的問題，并且模擬了靜態(tài)隨機存儲器器件在空間輻射環(huán)境中工作的真實情況，對靜態(tài)隨機存儲器的輻射損傷機理的深入研究具有重大意義。同時，還可以根據要求更改輸出端口信號的配置，使其適用于現(xiàn)有所有型號靜態(tài)隨機存儲器器件的輻照實驗。并且保證該系統(tǒng)所提供激勵信號的完整性和系統(tǒng)本身的方便性和可攜帶性。
[0005]本發(fā)明所述的一種基于靜態(tài)隨機存儲器的輻照偏置系統(tǒng)，該系統(tǒng)是由輻照電路模塊(I)、激勵輸出模塊(2)、數(shù)據處理模塊(3)、錯誤顯示模塊(4)、寫讀控制模塊(5)、下載配置模塊出)、精準電源(7)和鉛屏蔽室(8)組成，通過程控精準電源(7)給整個偏置系統(tǒng)提供5V直流電壓，使系統(tǒng)處于工作狀態(tài)，使用計算機將控制程序通過下載配置模塊(6)下載到數(shù)據處理模塊⑶和下載配置模塊(6)的閃存中，數(shù)據處理模塊(3)的信號端口分別與輻照電路模塊(I)、錯誤顯示模塊⑷和寫讀控制模塊(5)的相應端口相連，并與它們進行數(shù)據交換，數(shù)據處理模塊(3)、錯誤顯示模塊(4)、寫讀控制模塊(5)和下載配置模塊(6)共同組成了激勵輸出模塊(2)，通過鉛屏蔽室(8)將輸出激勵模塊(2)與輻射源隔離，輻照電路模塊(I)是由輻照電路板和靜態(tài)隨機存儲器轉接座構成，具體操作按下列步驟進行:
[0006]a、通過計算機和程序下載模塊將控制程序下載到數(shù)據處理模塊(3)和下載到配置模塊(6)的閃存中；
[0007]b、將靜態(tài)隨機存儲器安裝到輻照電路模塊⑴的轉接座上，開啟程控電源，通過寫讀控制模塊(5)對靜態(tài)隨機存儲器寫入固定數(shù)據；
[0008]C、通過寫讀控制模塊(5)將寫入靜態(tài)隨機存儲器的固定數(shù)據讀取到數(shù)據處理模塊(3)中，若讀取的數(shù)據與寫入的數(shù)據不一致，錯誤顯示模塊(4)中的錯誤指示燈亮，若讀取的數(shù)據與寫入的數(shù)據一致，則重復讀數(shù)據操作；
[0009]d、將激勵輸出模塊(2)放入到鉛屏蔽室(8)中，輻照電路模塊(I)暴露在輻射源處，即開始輻照實驗。
[0010]步驟a中數(shù)據處理模塊(3)是以現(xiàn)場可編程門陣列為控制中心。
[0011]步驟a中下載配置模塊(6)是由JTEG配置端口、主動配置端口和閃存組成。
[0012]步驟b中當輻照偏置系統(tǒng)加電時，現(xiàn)場可編程門陣列采取主動配置的方式，讀取閃存中的配置數(shù)據。
[0013]步驟d中激勵輸出模塊(2)以現(xiàn)場可編程門陣列為控制中心，以閃存作為數(shù)據載體，脫離計算機而單獨工作。
[0014]步驟d中通過改變激勵輸出模塊(2)現(xiàn)場可編程門陣列端口的配置，使輻照偏置系統(tǒng)適用于所有型號的靜態(tài)隨機存儲器。
[0015]本發(fā)明所述的一種基于靜態(tài)隨機存儲器的輻照偏置系統(tǒng)，該系統(tǒng)中:
[0016]輻照電路模塊，由輻照電路版和承載靜態(tài)隨機存儲器器件的轉接座組成；
[0017]激勵輸出模塊，由數(shù)據處理模塊、錯誤顯示模塊、寫讀控制模塊和下載配置模塊組成；
[0018]數(shù)據處理模塊，由Altera公司型號為EP1C3T100I6的現(xiàn)場可編程門陣列構成；
[0019]錯誤顯示模塊，顯示本發(fā)明及靜態(tài)隨機存儲器的工作狀態(tài)；
[0020]寫讀控制模塊，用以控制激勵輸出模塊的信號輸出類型；
[0021]下載配置模塊，給現(xiàn)場可編程門陣列提供配置所需數(shù)據；
[0022]程控精準電源，為本發(fā)明提供工作電壓；
[0023]鉛屏蔽室，屏蔽激勵輸出模塊受到的輻射損傷。
[0024]本發(fā)明所述的一種基于靜態(tài)隨機存儲器的輻照偏置系統(tǒng)，該系統(tǒng)很好地解決了以往偏置系統(tǒng)的信號完整性問題，系統(tǒng)輕盈，操作簡單，具有良好的通用性。能夠對任何型號的靜態(tài)隨機存儲器器件施加動態(tài)激勵，真實的模擬了靜態(tài)隨機存儲器器件在空間應用時的工作狀態(tài)。該系統(tǒng)完善了靜態(tài)隨機存儲器器件輻照實驗的方法，并且為靜態(tài)隨機存儲器器件抗輻射能力的全面評估提供了前提保障。
【專利附圖】
【附圖說明】
[0025]圖1為本發(fā)明的結構示意圖；
[0026]圖2為本發(fā)明中數(shù)據處理模塊對靜態(tài)隨機存儲器寫入數(shù)據和讀取數(shù)據的操作流程圖?！揪唧w實施方式】實施例
[0027]本發(fā)明的實施例提供了一個能夠在輻射環(huán)境中給靜態(tài)隨機存儲器器件施加激勵的偏置系統(tǒng)，結構如圖1所示，主要包括以下模塊:
[0028]輻照電路模塊1:由輻照電路版和承載靜態(tài)隨機存儲器器件的轉接座組成；
[0029]激勵輸出模塊2:由數(shù)據處理模塊、錯誤顯示模塊、寫讀控制模塊和程序下載模塊組成；
[0030]數(shù)據處理模塊3:由Altera公司型號為EP1C3T100I6的現(xiàn)場可編程門陣列構成，通過它來控制輻照中的靜態(tài)隨機存儲器器件的讀寫操作和進行數(shù)據交換；
[0031]錯誤顯示模塊4:由二極管陣列和電阻器陣列組成，用來顯示偏置裝置和靜態(tài)隨機存儲器的工作狀態(tài)；
[0032]寫讀控制模塊5:由開關陣列組成，每個開關都與數(shù)據處理模塊中的現(xiàn)場可編程門陣列的I/o端口相連，作為整個偏置裝置的輸入控制端，通過控制其中三個開關的高低電平的切換，來控制現(xiàn)場可編程門陣列信號激勵的輸出模式，假設開關置高電平為邏輯電平‘1’，開關置低電平為邏輯電平‘0’，那么，當三個開關邏輯電平為“011”時，激勵輸出模塊給靜態(tài)隨機存儲器器件提供寫操作需要的信號激勵；當三個開關邏輯電平為“101”時，激勵輸出模塊給靜態(tài)隨機存儲器器件提供讀操作需要的信號激勵；當三個開關邏輯電平為“110”時，激勵輸出模塊給靜態(tài)隨機存儲器器件提供靜態(tài)數(shù)據保存操作需要的信號激勵；
[0033]下載配置模塊6:由JTEG配置端口、主動配置端口和存儲容量為4M、低功耗的閃存組成，用來存儲現(xiàn)場可編程門陣列所需的配置程序；
[0034]程控精準電源7:由安捷倫公司的E3631精準電源構成，用來給本發(fā)明提供5v直流電壓和給現(xiàn)場可編程門陣列提供1.5v內核電壓；
[0035]鉛屏蔽室8:由厚度為5厘米的鉛磚搭建而成，用于屏蔽輸出激勵模塊在輻射源內所受到的輻射損傷；
[0036]選取IDT公司生產的0.18 μ m工藝，型號為IDT71V124SA的靜態(tài)隨機存儲器作為實驗樣品；
[0037]對靜態(tài)隨機存儲器IDT71V124SA進行初始參數(shù)測試后，然后將其安放在輻照電路模塊I的轉接座處；
[0038]開啟程控精準電源7施加工作所需的5V直流電壓，使該偏置系統(tǒng)處于工作狀態(tài)；
[0039]通過計算機和下載配置模塊6將相應靜態(tài)隨機存儲器器件的控制程序下載到閃存中；
[0040]通過更改寫讀控制模塊5中開關陣列的前三個開關電平邏輯可以實現(xiàn)該偏置系統(tǒng)工作狀態(tài)的切換，前三個邏輯開關的邏輯狀態(tài)對應的工作狀態(tài)如表I所示；
[0041]表I偏置系統(tǒng)寫讀控制端對應的操作
【權利要求】
1.一種基于靜態(tài)隨機存儲器的輻照偏置系統(tǒng)，其特征在于該系統(tǒng)是由輻照電路模塊(1)、激勵輸出模塊(2)、數(shù)據處理模塊(3)、錯誤顯示模塊(4)、寫讀控制模塊(5)、下載配置模塊(6 )、精準電源(7 )和鉛屏蔽室(8 )組成，通過程控精準電源(7 )給整個偏置系統(tǒng)提供5V直流電壓，使系統(tǒng)處于工作狀態(tài)，使用計算機將控制程序通過下載配置模塊(6 )下載到數(shù)據處理模塊(3)和下載配置模塊(6)的閃存中，數(shù)據處理模塊(3)的信號端口分別與輻照電路模塊(I)、錯誤顯示模塊(4)和寫讀控制模塊(5)的相應端口相連，并與它們進行數(shù)據交換，數(shù)據處理模塊(3)、錯誤顯示模塊(4)、寫讀控制模塊(5)和下載配置模塊(6)共同組成了激勵輸出模塊(2)，通過鉛屏蔽室(8)將輸出激勵模塊(2)與輻射源隔離，輻照電路模塊(I)是由輻照電路板和靜態(tài)隨機存儲器轉接座構成，具體操作按下列步驟進行: a、通過計算機和程序下載模塊將控制程序下載到數(shù)據處理模塊(3)和下載配置模塊(6)的閃存中； b、將靜態(tài)隨機存儲器安裝到輻照電路模塊(I)的轉接座上，開啟程控電源，通過寫讀控制模塊(5)對靜態(tài)隨機存儲器寫入固定數(shù)據； C、通過寫讀控制模塊(5)將寫入靜態(tài)隨機存儲器的固定數(shù)據讀取到數(shù)據處理模塊(3)中，若讀取的數(shù)據與寫入的數(shù)據不一致，錯誤顯示模塊(4)中的錯誤指示燈亮，若讀取的數(shù)據與寫入的數(shù)據一致，則重復讀數(shù)據操作； d、將激勵輸出模塊(2)放入到鉛屏蔽室(8)中，輻照電路模塊(I)暴露在輻射源處，即開始輻照實驗。
2.根據權利要求1所述的輻照偏置系統(tǒng)，其特征在于步驟a中數(shù)據處理模塊(3)是以現(xiàn)場可編程門陣列為控制中心。
3.根據權利要求1所述的輻照偏置系統(tǒng)，其特征在于步驟a中下載配置模塊(6)是由JTEG配置端口、主動配置端口和閃存組成。
4.根據權利要求1所述的輻照偏置系統(tǒng)，其特征在于步驟b中當輻照偏置系統(tǒng)加電時，現(xiàn)場可編程門陣列采取主動配置的方式，讀取閃存中的配置數(shù)據。
5.根據權利要求1所述的輻照偏置系統(tǒng)，其特征在于步驟d中激勵輸出模塊(2)以現(xiàn)場可編程門陣列為控制中心，以閃存作為數(shù)據載體，脫離計算機而單獨工作。
6.根據權利要求1所述的輻照偏置系統(tǒng)，其特征在于步驟d中通過改變激勵輸出模塊(2)現(xiàn)場可編程門陣列端口的配置，使輻照偏置系統(tǒng)適用于所有型號的靜態(tài)隨機存儲器。
【文檔編號】G11C29/56GK103971752SQ201410212545
【公開日】2014年8月6日 申請日期:2014年5月19日 優(yōu)先權日:2014年5月19日
【發(fā)明者】余學峰, 叢忠超, 郭 旗, 崔江維, 鄭齊文, 孫靜, 周航, 汪波 申請人:中國科學院新疆理化技術研究所