80C86单粒子效应测试系统实验.pdfVIP

第10届垒田计算机在现代科学技术镶域应用学术会谈论文集 of廿Iel P啪喊呐s 0Ila妇Sy呷∞咖锄∞唧憎^pplIca咖h№绷s豳瑚№l州啊 80c86单粒子效应测试系统及实验 、i．?～ 陈晓华贺朝会姬琳王燕平 丁L7；； (西北棱技术研究所。西安69信箱16分箱，710024) 一l7H4c7 单粒子教应是影响卫量正常工作主要周素之一·它量由于空问带电膏子人射到矗太规模集成电麝(如 甄洲，cPU、FPc遗辱)中所引起的．由于cPU单粒子效应测试系统复杂．敛置内外在这一方面的报道不多． 本文较详纲介绍我t丁所研制的80c86单粒子效应测试原理、实验方案爰其数据处理． 关戳目t簟轻子效应cPu舒瓯呷J；：， 。；}r．o …一f1。 ，? 一 一 ， o引言 ?勺’r 壕押 徽处理器已敏大量用于卫星上的各种控铡系统中，成为其棱心郝件．由于宇宙空间中存在 大量高能质子、重离子，它可使卫基上的cPU、存储器、HbA等超大规模集成电路发生单粒 子效应、闭镇或硬损伤，直接缩短卫星的工作寿命．为此．很有必要在地面上做相应的模拟实 验，针对量出故障的部分．实现元器件级及整机电路的加圊和容错． 本系统的研制目的是利用实验室中带电粒子源对CPU的各种故障进行监测，对不同厂 家、不同工艺的CPU翻转截面作比较。研究其效应的规律性和依鞍因数．为卫星抗辐射加固技 术提供参考． 1系统结构与工作原理 1．1系统结构 80c86单粒子效应监测系统是由两个80c86 单机、致据比较电路、控制电路、状态读取电路及 与Pc机通信控翻卡等几部分电路组成。系统框 图见圈1． 1．2系统工作原理 田1测试系坑框圈 将两个80c86单机系统中的一个80c86作为被测芯片t受粒子源的辐照，另一个80c86 作为标准芯片，不受辐照．由控棚电路使两个80c86单机完全同步运行相同的程序，由致据比 较电路对两个80C86单机的数据总线、地 址总线、控制总线进行实时比较。比较过程 中一旦发现两个80c86单机上的数据不 同，就通过控利总线使80C86单机处于等 匝丑上堙堕h卜各l一 待状态。经一延时向PC机发出中断．PC机 5∞静姚—_／I＼l一 接到中断请求后t通过状态读取电路读取 圈2 mcf宴验装t框图 两个80C86单机上的三总线的状态，并向 90 80C86单机发出NMI中断．由中断处理程序将两个CPU内所有的寄存嚣内容放到双口RAM 内，再通过复位让两个80c86单机重新同步运行．PC机通过I／O口从双口RAM中读取CPu 的信息．同时PC机亦可通过另一种途径读 取cPu信息，即Pc机通过控镧电路使两 个80C86单机单步运行中断处理程序。通 过三总线来读取cPU信息． 2实验方案 ”Cf裂片单粒子效应实验装置见图2I 母3质子实验罄置枉田 质子80c86单粒子效应实验装置见图3． 3实验结果 3．1加c86在”c|上的实验结果 入射囊壅 捌芯片尾膏 蕃片酉莰 矗转t酉 ■糟t酉 闭■t膏 荨片号 耳片t，10． ，∞ ，岫l √．．1，lO一‘ 一．，10’‘ ，10一‘ 1# 3．15 1．6 “．75 1．●9 1．57 I．70 2# 1．懈 1．6 孔．75 仉92 2．∞ 墨32 2# 、 I．1t O．6 钵两 o．