一种新型的通用动态总剂量试验装置及其实现方法
【专利摘要】本发明涉及一种新型的通用动态总剂量试验装置，包括位于辐照室外的上位机和信号传递系统，位于辐照室内的测试向量生成系统，上位机向信号传递系统发送随机向量的码型，控制试验电路板的电源，监控待测电路的动态偏置电流，监测整个装置的运行状况；信号传递系统收上位机发送的随机选择码，同时将随机选择码转换为电平信号传递给测试向量生成系统，还接收测试向量生成系统发回的反馈信号，用于监测测试向量生成系统的运行状况；测试向量生成系统接收来自信号传递系统的信号并生成测试向量发送给试验电路板；该装置能够实现待辐照电路在辐照过程中处于动态偏置，从而实现动态总剂量试验，全面的考核器件的抗总剂量性能。
【专利说明】一种新型的通用动态总剂量试验装置及其实现方法
【技术领域】
[0001]本发明属于微电子器件抗总剂量能力试验验证【技术领域】，涉及一种新型的通用动态总剂量试验装置及其实现方法。
技术背景
[0002]随着半导体技术的迅猛发展，器件的特征尺寸和工作电压越来越小，总剂量效应的作用也越来越明显。近些年来发现总剂量效应对器件的工作性能影响更加显著，其损伤模式也日趋复杂化，如果不清楚微电子器件总剂量效应的原理，就无法正确评估微电子器件的抗辐射能力，在后期研制微电子器件时，就无法有效地提升微电子器件的抗辐射性能。
[0003]多数抗辐射微电子器件的总剂量效应的试验验证工作是在静态偏置下进行，尤其是航天器设计所需的微电子器件抗性能评估的依据是地面模拟试验结果。地面模拟试验不可能完全逼真，模拟条件应尽可能地反映客观现象的本质。因此，在评估微电子器件抗辐射性能时，就更需要采取严谨科学的方法，找出总剂量效应对器件的影响，避免由于其他因素造成的影响而误导结果分析，就需要考核器件在动态偏置下的总剂量效应。
【发明内容】
[0004]本发明的目的在于克服现有技术的上述不足，提供一种新型的通用动态总剂量试验装置，该试验装置可以用来实现动态总剂量试验，全面的考核器件的抗总剂量性能，打破目前只能进行静态总剂量试验的局面。
[0005]本发明的另外一个目的在于提供一种新型的通用动态总剂量试验装置的实现方法。
[0006]本发明的上述目的主要是通过如下技术方案予以实现的:
[0007]一种新型的通用动态总剂量试验装置，包括上位机、信号传递系统和测试向量生成系统，其中上位机和信号传递系统位于辐照室外，测试向量生成系统位于辐照室内，待辐照电路也位于辐照室内，其中:
[0008]上位机:接收外部输入的控制信号，同时生成随机选择码，将所述控制信号和随机选择码输出给信号传递系统，同时接收信号传递系统输出的反馈信号；
[0009]信号传递系统:从上位机接收所述控制信号和随机选择码，将所述控制信号和随机选择码由逻辑电平信号转换为电压信号，并将所述电压信号输出给测试向量生成系统，同时从测试向量生成系统接收反馈信号，并将所述反馈信号发送给上位机；
[0010]测试向量生成系统:将标识测试向量生成系统是否正常运行的反馈标识码作为反馈信号发送信号传递系统，同时接收信号传递系统发送的随机选择码和控制信号，将所述随机选择码和测试向量生成系统生成的随机测试向量进行与、或、异或、同或四种运算中任意一种运算，并将运算结果由逻辑电平信号转换为电压信号，发送给待辐照电路，同时根据所述控制信号对测试向量生成系统进行启动或停止的控制。
[0011]在上述新型的通用动态总剂量试验装置中，上位机包括随机向量选择模块、下位机控制模块、第一高速接口模块和电源监控模块，其中:
[0012]随机向量选择模块:生成随机选择码，并将随机选择码发送给第一高速接口模块；
[0013]下位机控制模块:将外部输入的控制信号发送给第一高速接口模块，同时接收来自第一高速接口模块的反馈信号，判断测试向量生成系统是否正常运行；
[0014]第一高速接口模块:将从随机向量选择模块接收的随机选择码和从下位机控制模块接收的控制信号发送给第二高速接口模块；同时从第二高速接口模块接收反馈信号；
[0015]电源监控模块:控制信号传递系统、测试向量生成系统和待辐照电路的电源电压，并监控待辐照电路的工作电流。
[0016]在上述新型的通用动态总剂量试验装置中，信号传递系统包括第二高速接口模块、CPU、随机码输出模块、第一反馈模块和电平转换多通道控制器，其中:
[0017]第二高速接口模块:将从第一高速接口模块接收的所述随机选择码和所述控制信号发送给CPU，同时将从CPU接收的反馈信号输出给第一高速接口模块；
[0018]CPU:接收来自第二高速接口模块输出的随机选择码和控制信号，同时接收第一反馈模块输出的反馈信号，进行信号输出判断，将所述随机选择码和控制信号输出给随机码输出模块，将所述反馈信号输出给第二高速接口模块；
[0019]随机码输出模块:将从CPU接收的随机选择码和控制信号转发给第一电平转换多通道控制器；
[0020]第一反馈模块:接收测试向量生·成系统输出的反馈信号并发送给CPU;
[0021]第一电平转换多通道控制器:将从随机码输出模块接收的随机选择码和控制信号由逻辑电平信号转换为电压信号，并将所述电压信号输出给测试向量生成系统。
[0022]在上述新型的通用动态总剂量试验装置中，测试向量生成系统包括第二电平转换多通道控制器、η个第三电平转换多通道控制器、随机向量生成模块、启动停止模块、随机码接收判断模块、第二反馈模块和测试向量输出模块，其中:
[0023]第二电平转换多通道控制器:接收第二反馈模块输出的反馈标识码，反馈标识码以逻辑电平信号形式表示，并将所述逻辑电平信号转换为电压信号输出给信号传递系统；
[0024]第二反馈模块:根据测试向量生成系统运行是否正常，生成相应的反馈标识码，并将所述反馈标识码发送给第二电平转换多通道控制器；
[0025]随机向量生成模块:生成随机测试向量并发送给测试向量输出模块；
[0026]随机码接收判断模块:接收来自于信号传递系统输出的转换为电压信号的随机选择码，并发送给测试向量输出模块；
[0027]启动停止模块:接收信号传递系统输出的转换为电压信号的控制信号，对测试向量生成系统进行启动或停止的控制；
[0028]测试向量输出模块:接收随机码接收判断模块输出的随机选择码和随机向量生成模块输出的随机测试向量，将所述随机选择码和所述随机测试向量进行与、或、异或、同或四种运算中任意一种运算，并将运算结果同时发送给η个第三电平转换多通道控制器；
[0029]第三电平转换多通道控制器:接收测试向量输出模块输出的运算结果，并将运算结果的逻辑电平信号转换为电压信号，发送给待辐照电路；
[0030]其中η为正整数，且η≥3。[0031]在上述新型的通用动态总剂量试验装置中，第一、第二、第三电平转换多通道控制器结构相同，包括电平转换芯片和与电平转换芯片连接的多个双路选择开关，其中每个双路选择开关由继电器、VCC、上拉电阻R1和下拉电阻R2串联组成，通过控制继电器的开合实现高低电平的选择；电平转换芯片用于保护FPGA以及驱动不同工作电压的继电器。
[0032]在上述新型的通用动态总剂量试验装置中，测试向量生成系统放置于辐射屏蔽保护盒内，避免总剂量辐射对测试向量生成系统的破坏。
[0033]一种新型的通用动态总剂量试验装置的实现方法，包括测试向量生成过程与信号反馈过程，其中通用动态总剂量试验装置包括上位机、信号传递系统和测试向量生成系统，其中上位机包括随机向量选择模块、下位机控制模块和第一高速接口模块；信号传递系统包括第二高速接口模块、CPU、随机码输出模块、第一反馈模块和电平转换多通道控制器；测试向量生成系统包括第二电平转换多通道控制器、η个第三电平转换多通道控制器、随机向量生成模块、启动停止模块、随机码接收判断模块、第二反馈模块和测试向量输出模块；
[0034]测试向量生成过程包括如下步骤:
[0035](1)、外部控制信号发送给下位机控制模块，启动测试向量生成过程，随机向量选择模块生成随机选择码，并将随机选择码发送给第一高速接口模块，下位机控制模块将外部输入的控制信号发送给第一高速接口模块；
[0036](2)、第一高速接口模块将从随机向量选择模块接收的随机选择码和从下位机控制模块接收的控制信号发送给第二高速接口模块；
[0037](3)、第二高速接口模块将接收的所述随机选择码和所述控制信号发送给CPU;CPU接收来自第二高速接口模块输出的随机选择码和控制信号，同时接收第一反馈模块输出的反馈信号，进行信号输出判断，将所述随机选择码和控制信号输出给随机码输出模块；
[0038](4)、随机码输出模块将从CPU接收的随机选择码和控制信号转发给第一电平转换多通道控制器；
[0039](5)、启动停止模块接收第一电平转换多通道控制器输出的转换为电压信号的控制信号，对测试向量生成系统进行启动；
[0040](6)、随机向量生成模块生成随机测试向量并发送给测试向量输出模块；随机码接收判断模块接收来自于第一电平转换多通道控制器输出的转换为电压信号的随机选择码，并发送给测试向量输出模块；
[0041](7)、测试向量输出模块接收随机码接收判断模块输出的随机选择码和随机向量生成模块输出的随机测试向量，将所述随机选择码和所述随机测试向量进行与、或、异或、同或四种运算中任意一种运算，并将运算结果同时发送给η个第三电平转换多通道控制器；
[0042](8)、第三电平转换多通道控制器接收测试向量输出模块输出的运算结果，并将运算结果的逻辑电平信号转换为电压信号，发送给待辐照电路。
[0043]信号反馈过程包括如下步骤:
[0044](1)、第二反馈模块根据测试向量生成系统运行是否正常，生成相应的反馈标识码，并将所述反馈标识码发送给第二电平转换多通道控制器；
[0045](2)、第一反馈模块接收第二电平转换多通道控制器输出的反馈标识码并发送给CPU;
[0046](3) CPU将所述反馈标识码经过第二高速接口模块发送给第一高速接口模块；
[0047](4)下位机控制模块接收来自第一高速接口模块的反馈标识码进行判断测试向量生成系统是否正常运行。
[0048]本发明与现有技术相比具有如下有益效果:
[0049](I)本发明采用创新设计的通用动态总剂量试验装置，包括上位机、信号传递系统和测试向量生成系统，上位机和信号传递系统位于辐照室外，测试向量生成系统位于辐照室内，待辐照电路也位于辐照室内，该装置能够实现待辐照电路在辐照过程中处于动态偏置，从而实现动态总剂量试验，全面的考核器件的抗总剂量性能，打破目前只能进行静态总剂量试验的局面；
[0050](2)本发明通用动态总剂量试验装置将逻辑信号通过电平转换多通道控制器转换为电平信号，克服了信号长线传输的问题；
[0051](3)本发明通用动态总剂量试验装置具有良好的通用性，如果生成静态的测试向量，可以满足静态总剂量测试，相当于将动静态总剂量测试结合起来；改变双路选择开关中VCC的电压值，可以满足不同工作电压电路的总剂量测试；给待测电路施加的工作时钟是可变的，可以满足不同工作时钟电路的测试；可以同时给两款不同工作电压以及工作频率的电路施加测试向量，因此能够有效的检测并评估器件的总剂量效应影响，满足多款电路同时进行动态总剂量试验，有着较高的试验效率；
[0052](4)本发明通用动态总剂量试验装置的实现方法包括测试向量生成过程与信号反馈过程，测试向量生成过程实现待辐照电路的动态总剂量试验，信号反馈过程监控位于辐照室内测试向量生成系统运行状态，如果正常则继续运行，否则停止运行，保证了整个系统的正常运行。
【专利附图】
【附图说明】
[0053]图1为本发明通用动态总剂量试验装置结构示意图；
[0054]图2为本发明电平转换多通道控制器结构示意图。
【具体实施方式】
[0055]下面结合附图和具体实施例对本发明作进一步详细的描述:
[0056]如图1所示为本发明通用动态总剂量试验装置结构示意图，由图可知本发明通用动态总剂量试验装置包括上位机、信号传递系统和测试向量生成系统，其中上位机和信号传递系统位于辐照室外，测试向量生成系统和待辐照电路位于辐照室内。
[0057]上位机主要是向信号传递系统发送随机向量的码型，控制试验电路板的电源，监控待测电路的动态偏置电流，监测整个装置的运行状况；信号传递系统主要是接收上位机发送的信息产生一组随机向量，同时将这组随机向量转换为电压信号传递给测试向量生成系统，另外信号传递系统还能接收测试向量生成系统发回的信息，用于监测测试向量生成系统的运行状况；测试向量生成系统置于辐射屏蔽保护盒内，避免其受到总剂量辐射而被破坏，其主要负责接收来自信号传递系统的信号并生成测试向量发送给试验电路板；辐射屏蔽保护盒的外壁上接有法兰盘，可以将信号传递系统、测试向量生成系统、试验电路板连接起来，实现信号的传输；待辐照电路置于试验电路板上，试验电路板放在辐照室内进行辐照试验。
[0058]试验过程中，信号传递系统、测试向量生成系统和试验电路板的电源均由上位机控制电源监控模块来提供。电源监控模块具有测量电流的功能，可以监测待辐照器件在辐照过程中的工作电流并发回上位机进行显示和保存。因此，在装置实施的过程中可以省去多用表或者电流表。
[0059]如图1所示，上位机具体包括随机向量选择模块、下位机控制模块、第一高速接口模块和电源监控模块。上位机完成人机交互功能，负责接收外部输入的控制信号，同时生成随机选择码，将所述控制信号和随机选择码输出给信号传递系统，同时接收信号传递系统输出的反馈信号。各模块的具体功能如下:
[0060]随机向量选择模块生成随机选择码，并将随机选择码发送给第一高速接口模块。
[0061]下位机控制模块将外部输入的控制信号发送给第一高速接口模块，同时接收来自第一高速接口模块的反馈信号，判断测试向量生成系统是否正常运行。
[0062]第一高速接口模块将从随机向量选择模块接收的随机选择码和从下位机控制模块接收的控制信号发送给第二高速接口模块；同时从第二高速接口模块接收反馈信号。
[0063]电源监控模块控制信号传递系统、测试向量生成系统和待辐照电路的电源电压，并监控待辐照电路的工作电流。
[0064]如图1所示，信号传递系统包括第二高速接口模块、CPU、随机码输出模块、第一反馈模块和电平转换多通道控制器。信号传递系统主要由FPGA及其旁路电路组成，负责从上位机接收控制信号和随机选择码，将控制信号和随机选择码由逻辑电平信号转换为电压信号，并将电压信号经由30米的长导线传递给测试向量生成系统，同时从测试向量生成系统接收反馈信号，并将反馈信号发送给上位机，便于试验人员在辐照室外监测整个系统在总剂量辐照试验过程中的状态。各模块的具体功能如下:
[0065]第二高速接口模块将从第一高速接口模块接收的所述随机选择码和所述控制信号发送给CPU，同时将从CPU接收的反馈信号输出给第一高速接口模块。
[0066]CPU接收来自第二高速接口模块输出的随机选择码和控制信号，同时接收第一反馈模块输出的反馈信号，进行信号输出判断，将所述随机选择码和控制信号输出给随机码输出模块，将所述反馈信号输出给第二高速接口模块。
[0067]随机码输出模块将从CPU接收的随机选择码和控制信号转发给第一电平转换多通道控制器。
[0068]第一反馈模块接收测试向量生成系统输出的反馈信号并发送给CPU。
[0069]第一电平转换多通道控制器将从随机码输出模块接收的随机选择码和控制信号由逻辑电平信号转换为电压信号，并将所述电压信号输出给测试向量生成系统。
[0070]如图1所示，测试向量生成系统包括第二电平转换多通道控制器、η个第三电平转换多通道控制器、随机向量生成模块、启动停止模块、随机码接收判断模块、第二反馈模块和测试向量输出模块。测试向量生成系统负责将标识测试向量生成系统是否正常运行的反馈标识码作为反馈信号发送信号传递系统，同时接收信号传递系统发送的随机选择码和控制信号，将随机选择码和测试向量生成系统生成的随机测试向量进行与、或、异或、同或四种运算中任意一种运算，并将运算结果由逻辑电平信号转换为电压信号，发送给待辐照电路，同时根据控制信号对测试向量生成系统进行启动或停止的控制。各模块的具体功能如下:
[0071]第二电平转换多通道控制器接收第二反馈模块输出的反馈标识码，反馈标识码以逻辑电平信号形式表示，并将所述逻辑电平信号转换为电压信号输出给信号传递系统。
[0072]第二反馈模块根据测试向量生成系统运行是否正常，生成相应的反馈标识码，并将所述反馈标识码发送给第二电平转换多通道控制器。
[0073]随机向量生成模块生成随机测试向量并发送给测试向量输出模块。
[0074]随机码接收判断模块接收来自于信号传递系统输出的转换为电压信号的随机选择码，并发送给测试向量输出模块。
[0075]启动停止模块接收信号传递系统输出的转换为电压信号的控制信号，对测试向量生成系统进行启动或停止的控制。
[0076]测试向量输出模块接收随机码接收判断模块输出的随机选择码和随机向量生成模块输出的随机测试向量，将随机选择码和随机测试向量进行与、或、异或、同或四种运算中任意一种运算，并将运算结果同时发送给η个第三电平转换多通道控制器。
[0077]第三电平转换多通道控制器接收测试向量输出模块输出的运算结果，并将运算结果的逻辑电平信号转换为电压信号，发送给待辐照电路。
[0078]其中η为正整数，且η≥2。
[0079]试验电路板用于搭载待辐照电路，试验电路板上将待辐照电路的信号管脚引出，通过接口与测试向量生成系统连接并接收随机的测试向量，完成待辐照电路的动态偏置。
[0080]如图2所示为本发明电平转换多通道控制器结构示意图，本发明第一、第二、第三电平转换多通道控制器结构相同，包括电平转换芯片和与电平转换芯片连接的多个双路选择开关，其实现方式共有以下几个方面:
[0081](I)双路选择开关:由继电器、VCC、上拉电阻Rl和下拉电阻R2串联组成。图2中所示的VCC可以接任何电平，这就使得该系统能够满足不同工作电压的电路的测试。通过控制继电器的开合实现高低电平的选择。
[0082](2)电平转换芯片:用于保护FPGA以及驱动不同工作电压的继电器。
[0083](3)FPGA的IO端口多达160个，可将这些IO端口分为4组，同时将继电器按照不同的VCC电源也分为四组(如3.3V，1.8V，5V，2.5V等)。这样就可以同时满足4款单电源或者2款双电源的动态总剂量试验测试。
[0084]本发明新型的通用动态总剂量试验装置的实现方法，包括测试向量生成过程与信号反馈过程，其中:
[0085]测试向量生成过程包括如下步骤:
[0086](I)、外部控制信号发送给下位机控制模块，启动测试向量生成过程，随机向量选择模块生成随机选择码，并将随机选择码发送给第一高速接口模块，下位机控制模块将外部输入的控制信号发送给第一高速接口模块；
[0087](2)、第一高速接口模块将从随机向量选择模块接收的随机选择码和从下位机控制模块接收的控制信号发送给第二高速接口模块；
[0088](3)、第二高速接口模块将接收的所述随机选择码和所述控制信号发送给CPU;CPU接收来自第二高速接口模块输出的随机选择码和控制信号，同时接收第一反馈模块输出的反馈信号，进行信号输出判断，将所述随机选择码和控制信号输出给随机码输出模块；
[0089](4)、随机码输出模块将从CPU接收的随机选择码和控制信号转发给第一电平转换多通道控制器；
[0090](5)、启动停止模块接收第一电平转换多通道控制器输出的转换为电压信号的控制信号，对测试向量生成系统进行启动；
[0091](6)、随机向量生成模块生成随机测试向量并发送给测试向量输出模块；随机码接收判断模块接收来自于第一电平转换多通道控制器输出的转换为电压信号的随机选择码，并发送给测试向量输出模块；
[0092](7)、测试向量输出模块接收随机码接收判断模块输出的随机选择码和随机向量生成模块输出的随机测试向量，将所述随机选择码和所述随机测试向量进行与、或、异或、同或四种运算中任意一种运算，并将运算结果同时发送给η个第三电平转换多通道控制器。
[0093]例如:上位机随机生成选择码，范围在0?3之间。0?3分别对应一组32位的
向量，其码型分别如下:
[0094]
0: 00000000 00000000 00000000 000000001: 01010101 01010101 01010101 010101012: 10101010 10101010 10101010 10101010
3: 11111111 11111111 11111111 11111111
[0095]如上位机发送1，测试向量生成系统随机生成一组32位的向量并与接收到的向量01010101 01010101 01010101 01010101 (即1对应的32位的向量)进行与、或、异或、同或
四种运算中任意一种运算，即可生成一组随机码。
[0096](8)、第三电平转换多通道控制器接收测试向量输出模块输出的运算结果，并将运算结果的逻辑电平信号转换为电压信号，通过法兰盘发送给试验电路板上的待辐照电路。
[0097]测试向量生成系统在工作过程中每隔1S中生成计数装置，计数的范围为0?3。生成计数后将该数经由信号传递系统上传至上位机，如果从上位机监测的该计数的变化不是0?3交替的，则说明测试向量生成系统的工作状态出现异常，需要进行调试。
[0098]信号反馈过程包括如下步骤:
[0099](1)、第二反馈模块根据测试向量生成系统运行是否正常，生成相应的反馈标识码，并将所述反馈标识码发送给第二电平转换多通道控制器；
[0100](2)、第一反馈模块接收第二电平转换多通道控制器输出的反馈标识码并发送给CPU;
[0101](3 )、CPU将所述反馈标识码经过第二高速接口模块发送给第一高速接口模块；
[0102](4)、下位机控制模块接收来自第一高速接口模块的反馈标识码进行判断测试向量生成系统是否正常运行。
[0103]本发明中通用的总剂量试验装置中由FPGA产生一组随机信号控制继电器的通断，从而不断产生O或者I的电平信号给待测电路对应的I/O端口，使得器件处于动态偏置条件；上位机可以控制整个试验装置的工作状态，并监测保存待测器件的工作电流，用于分析在动态偏置条件下器件的抗总剂量性能。
[0104]以上所述，仅为本发明最佳的【具体实施方式】，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本【技术领域】的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。
[0105]本发明说明书中未作详细描述的内容属于本领域专业技术人员的公知技术。
【权利要求】
1.一种新型的通用动态总剂量试验装置，其特征在于:包括上位机、信号传递系统和测试向量生成系统，其中上位机和信号传递系统位于辐照室外，测试向量生成系统位于辐照室内，待辐照电路也位于辐照室内，其中: 上位机:接收外部输入的控制信号，同时生成随机选择码，将所述控制信号和随机选择码输出给信号传递系统，同时接收信号传递系统输出的反馈信号； 信号传递系统:从上位机接收所述控制信号和随机选择码，将所述控制信号和随机选择码由逻辑电平信号转换为电压信号，并将所述电压信号输出给测试向量生成系统，同时从测试向量生成系统接收反馈信号，并将所述反馈信号发送给上位机； 测试向量生成系统:将标识测试向量生成系统是否正常运行的反馈标识码作为反馈信号发送信号传递系统，同时接收信号传递系统发送的随机选择码和控制信号，将所述随机选择码和测试向量生成系统生成的随机测试向量进行与、或、异或、同或四种运算中任意一种运算，并将运算结果由逻辑电平信号转换为电压信号，发送给待辐照电路，同时根据所述控制信号对测试向量生成系统进行启动或停止的控制。
2.根据权利要求1所述的一种新型的通用动态总剂量试验装置，其特征在于:所述上位机包括随机向量选择模块、下位机控制模块、第一高速接口模块和电源监控模块，其中: 随机向量选择模块:生成随机选择码，并将随机选择码发送给第一高速接口模块； 下位机控制模块:将外部输入的控制信号发送给第一高速接口模块，同时接收来自第一高速接口模块的反馈信号，判断测试向量生成系统是否正常运行； 第一高速接口模块:将从随机向量选择模块接收的随机选择码和从下位机控制模块接收的控制信号发送给第二高速接口模块；同时从第二高速接口模块接收反馈信号； 电源监控模块:控制信号传递 系统、测试向量生成系统和待辐照电路的电源电压，并监控待辐照电路的工作电流。
3.根据权利要求1所述的一种新型的通用动态总剂量试验装置，其特征在于:所述信号传递系统包括第二高速接口模块、CPU、随机码输出模块、第一反馈模块和电平转换多通道控制器，其中: 第二高速接口模块:将从第一高速接口模块接收的所述随机选择码和所述控制信号发送给CPU，同时将从CPU接收的反馈信号输出给第一高速接口模块； CPU:接收来自第二高速接口模块输出的随机选择码和控制信号，同时接收第一反馈模块输出的反馈信号，进行信号输出判断，将所述随机选择码和控制信号输出给随机码输出模块，将所述反馈信号输出给第二高速接口模块； 随机码输出模块:将从CPU接收的随机选择码和控制信号转发给第一电平转换多通道控制器； 第一反馈模块:接收测试向量生成系统输出的反馈信号并发送给CPU; 第一电平转换多通道控制器:将从随机码输出模块接收的随机选择码和控制信号由逻辑电平信号转换为电压信号，并将所述电压信号输出给测试向量生成系统。
4.根据权利要求1所述的一种新型的通用动态总剂量试验装置，其特征在于:所述测试向量生成系统包括第二电平转换多通道控制器、η个第三电平转换多通道控制器、随机向量生成模块、启动停止模块、随机码接收判断模块、第二反馈模块和测试向量输出模块，其中:第二电平转换多通道控制器:接收第二反馈模块输出的反馈标识码，反馈标识码以逻辑电平信号形式表示，并将所述逻辑电平信号转换为电压信号输出给信号传递系统；第二反馈模块:根据测试向量生成系统运行是否正常，生成相应的反馈标识码，并将所述反馈标识码发送给第二电平转换多通道控制器；随机向量生成模块:生成随机测试向量并发送给测试向量输出模块；随机码接收判断模块:接收来自于信号传递系统输出的转换为电压信号的随机选择码，并发送给测试向量输出模块；启动停止模块:接收信号传递系统输出的转换为电压信号的控制信号，对测试向量生成系统进行启动或停止的控制；测试向量输出模块:接收随机码接收判断模块输出的随机选择码和随机向量生成模块输出的随机测试向量，将所述随机选择码和所述随机测试向量进行与、或、异或、同或四种运算中任意一种运算，并将运算结果同时发送给η个第三电平转换多通道控制器；第三电平转换多通道控制器:接收测试向量输出模块输出的运算结果，并将运算结果的逻辑电平信号转换为电压信号，发送给待辐照电路；其中η为正整数，且η≥3。
5.根据权利要求1~4任一权利要求所述的一种新型的通用动态总剂量试验装置，其特征在于:所述第一、第二、第三电平转换多通道控制器结构相同，包括电平转换芯片和与电平转换芯片连接的多个双路选择开关，其中每个双路选择开关由继电器、VCC、上拉电阻R1和下拉电阻R2串联组成，通过控制继电器的开合实现高低电平的选择；电平转换芯片用于保护FPGA以及驱动不同工作电压的继电器。
6.根据权利要求1~4任一权利要求所述的一种新型的通用动态总剂量试验装置，其特征在于:所述测试向量生成系统放置于辐射屏蔽保护盒内，避免总剂量辐射对测试向量生成系统的破坏。
7.一种新型的通用动态总剂量试验装置的实现方法，其特征在于:包括测试向量生成过程与信号反馈过程，其中通用动态总剂量试验装置包括上位机、信号传递系统和测试向量生成系统，其中上位机包括随机向量选择模块、下位机控制模块和第一高速接口模块；信号传递系统包括第二高速接口模块、CPU、随机码输出模块、第一反馈模块和电平转换多通道控制器；测试向量生成系统包括第二电平转换多通道控制器、η个第三电平转换多通道控制器、随机向量生成模块、启动停止模块、随机码接收判断模块、第二反馈模块和测试向量输出模块；测试向量生成过程包括如下步骤:(1)、外部控制信号发送给下位机控制模块，启动测试向量生成过程，随机向量选择模块生成随机选择码，并将随机选择码发送给第一高速接口模块，下位机控制模块将外部输入的控制信号发送给第一高速接口模块；(2)、第一高速接口模块将从随机向量选择模块接收的随机选择码和从下位机控制模块接收的控制信号发送给第二高速接口模块；(3)、第二高速接口模块将接收的所述随机选择码和所述控制信号发送给CPU;CPU接收来自第二高速接口模块输出的随机选择码和控制信号，同时接收第一反馈模块输出的反馈信号，进行信号输出判断，将所述随机选择码和控制信号输出给随机码输出模块；(4)、随机码输出模块将从CPU接收的随机选择码和控制信号转发给第一电平转换多通道控制器； (5)、启动停止模块接收第一电平转换多通道控制器输出的转换为电压信号的控制信号，对测试向量生成系统进行启动； (6)、随机向量生成模块生成随机测试向量并发送给测试向量输出模块；随机码接收判断模块接收来自于第一电平转换多通道控制器输出的转换为电压信号的随机选择码，并发送给测试向量输出模块； (7)、测试向量输出模块接收随机码接收判断模块输出的随机选择码和随机向量生成模块输出的随机测试向量，将所述随机选择码和所述随机测试向量进行与、或、异或、同或四种运算中任意一种运算，并将运算结果同时发送给η个第三电平转换多通道控制器； (8)、第三电平转换多通道控制器接收测试向量输出模块输出的运算结果，并将运算结果的逻辑电平信号转换为电压信号，发送给待辐照电路。 信号反馈过程包括如下步骤: (1)、第二反馈模块根据测试向量生成系统运行是否正常，生成相应的反馈标识码，并将所述反馈标识码发送给第二电平转换多通道控制器； (2)、第一反馈模块接收第二电平转换多通道控制器输出的反馈标识码并发送给CPU; (3)CPU将所述反馈标识码经过第二高速接口模块发送给第一高速接口模块； (4)下位机控制模 块接收来自第一高速接口模块的反馈标识码进行判断测试向量生成系统是否正常运行。
【文档编号】G01R31/26GK103675638SQ201310676366
【公开日】2014年3月26日 申请日期:2013年12月11日 优先权日:2013年12月11日
【发明者】董攀, 陈莉明, 陈茂鑫, 范隆, 郑宏超, 岳素格, 杜守刚, 马建华, 王煌伟, 文圣泉, 毕潇, 于春青 申请人:北京时代民芯科技有限公司, 北京微电子技术研究所