一种sram芯片单粒子闩锁测试的制造方法
【专利摘要】本实用新型公开了一种SRAM芯片单粒子闩锁测试机，其用于检测若干个SRAM芯片的闩锁，若干个SRAM芯片呈n×m矩阵式排列，n、m均为正整数。SRAM芯片单粒子闩锁测试机包括MCU、模拟电路选择器、ADC转换器、n+m个电阻。每个SRAM芯片的VCC端口作为列线，每个SRAM芯片的GND端口作为行线，位于相同列线上的VCC端口均一起连接再经由一个电阻连接至电源VCC，n个列线上相应具有n个电阻，位于相同行线上的GND端口均一起连接再经由另一个电阻连接至地GND，m个行线上相应具有m个电阻。MCU通过控制模拟电路选择器选择第i行以及第j列的电流信号至ADC转换器，MCU接收ADC转换后的电流信号，根据电流大小是否超过某个阈值判断第i行，第j列的SRAM芯片是否发生闩锁。
【专利说明】—种SRAM芯片单粒子闩锁测试机
【技术领域】
[0001]本实用新型涉及一种测试机，尤其涉及一种SRAM芯片单粒子闩锁测试机。
【背景技术】
[0002]大气中子是银河宇宙线、太阳质子与地球大气中的氧、氮等元素发生核反应生成的次级粒子。中子与半导体材料发生核反应产生的次级重离子能够引起集成电路发生单粒子翻转，甚至单粒子R锁效应。单粒子翻转效应指的是静态存储器(SRAM)单元受到高能粒子扰动，存储数据错误的从O变为I或者I变为0，单粒子翻转会导致电路的逻辑错误，但是不会导致硬件损坏。单粒子闩锁指的是在高能粒子作用下，CMOS电路发生闩锁。闩锁的CMOS电路有很大的电流通过，会导致芯片发热甚至烧毁。
[0003]中子诱发电子器件单粒子翻转/单粒子闩锁对高纬度航空飞行及临近空间飞行的影响尤其严重。20世纪80年代末，IBM与Boeing公司联合展开了高空大气中子诱发器件单粒子效应的飞行试验研究。试验结果充分证明，大气中子能够诱发电子器件发生显著地单粒子效应，这些现象在不同高度都得到了证实。随着器件加工工艺的不断发展，器件单元尺寸不断缩小，工作电压不断降低，使得器件抵御单粒子效应的能力不断降低，因此临近空间大气中子诱发器件发生单粒子效应的潜在危害也越来越大，国内研究目前仍然以数值模拟技术为主，尚未进行直接的实验测量。地面加速器实验的结果外推至临近空间是否可靠，需要实验验证。
[0004]对于原来的芯片栓锁检测机制，每一块芯片需要一个检测电路，每一个检测电路都要消耗一个MCU (处理器)的AD转换引脚，假如一块PCB (电路板)上放256片芯片，如果选择一块16路的模拟选通器芯片，那么就需要16块模拟选通器，每块模拟选通器需要16路AD转换引脚，另外需要64个MCU的控制引脚，而且MCU必须进行256次的AD转换才能对所有的芯片进行一次检测，对于一块普通的MCU是没有那么多的资源的。
实用新型内容
[0005]本实用新型目的在于提供一种用于测量大气中子引发静态存储器(SRAM)单粒子闩锁的实验装置一SRAM芯片单粒子闩锁测试机，其能直接观察大气中子对几种SRAM芯片引发的单粒子闩锁事件。
[0006]本实用新型是这样实现的，一种SRAM芯片单粒子闩锁测试机，其用于检测若干个SRAM芯片的闩锁，该若干个SRAM芯片呈nXm矩阵式排列，n、m均为正整数，该SRAM芯片单粒子闩锁测试机包括MCU、模拟电路选择器、ADC转换器、n+m个电阻，每个SRAM芯片的VCC端口作为列线，每个SRAM芯片的GND端口作为行线，位于相同列线上的VCC端口均电性连接在一起且再经由一个电阻连接至电源VCC，n个列线上相应具有η个电阻以监控每个VCC端口的电流，位于相同行线上的GND端口均电性连接在一起且再经由另一个电阻连接至地GND, m个行线上相应具有m个电阻以监控每个GND端口的电流，该ADC转换器检测n+m个电阻的电流信号以转换为n+m个数字信号，该MCU通过控制该模拟电路选择器选择各个电流信号至ADC转换器，该MCU接收ADC转换后的各个电流信号进行分析，当第i行，第j列检测到大电流，可以判断第i行，第j列的SRAM芯片发生闩锁。
[0007]作为上述方案的进一步改进，该SRAM芯片单粒子闩锁测试机还包括放大电路，各个电流信号经该放大电路放大后再由该ADC转换器转换为相应的数字信号。
[0008]本实用新型的SRAM芯片单粒子闩锁测试机，采用矩阵检测机制，有效地解决了这个问题:由于每个子板的SRAM芯片数量众多无法有效测试SRAM芯片的闩锁的问题，即高效地完成了数量众多的芯片闩锁检测问题。
【专利附图】
【附图说明】
[0009]图1为本实用新型第一实施方式提供的SRAM芯片单粒子闩锁测试机的矩阵检测电路的局部不意图。
【具体实施方式】
[0010]为了使本实用新型的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本实用新型进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅用以解释本实用新型，并不用于限定本实用新型。
[0011]本实用新型的SRAM芯片单粒子闩锁测试机用于检测若干个SRAM芯片的闩锁，本实用新型的创新之处在于采用矩阵式的结构对该若干个SRAM芯片的闩锁进行检测。
[0012]需要将该若干个SRAM芯片呈η Xm矩阵式排列，η行m列，n、m均为正整数，该SRAM芯片单粒子闩锁测试机包括MCU、模拟电路选择器、ADC转换器、n+m个电阻。每个SRAM芯片的VCC端口作为列线，每个SRAM芯片的GND端口作为行线，位于相同列线上的VCC端口均电性连接在一起且再经由一个电阻连接至电源VCC，n个列线上相应具有η个电阻以监控每个VCC端口的电流，位于相同行线上的GND端口均电性连接在一起且再经由另一个电阻连接至地GND，m个行线上相应具有m个电阻以监控每个GND端口的电流。该ADC转换器检测n+m个电阻的电流信号以转换为n+m个数字信号，该MCU通过控制该模拟电路选择器选择各个电流信号至ADC转换器，该MCU接收ADC转换后的各个电流信号进行分析，当第i行，第j列检测到大电流，可以判断第i行，第j列的SRAM芯片发生闩锁。优选地，该SRAM芯片单粒子闩锁测试机还包括放大电路，各个电流信号经该放大电路放大后再由该ADC转换器转换为相应的数字信号。
[0013]接下去，对本实用新型的创新之处做详细介绍。
[0014]实施例1
[0015]闩锁检测简化的原理图如图1所示，4个SRAM芯片N1、N2、N3、N4排列为2X2阵列，VCC作为列线，GND作为行线。电阻R1-R4用于监控每根电源/地的电流，其I欧阻值提供一个电压降，该电压经放大电路MAX4376 (图未示)放大后由子板控制器的ADC (也可以采用单独的ADC芯片)转换为数字量，作为监控的信号。
[0016]也就是说，3狀11芯片附、吧、吧、财的四个￥0:端口作为列线，SRAM芯片N1、N2、N3、N4的四个GND端口作为行线，位于相同列线上的VCC端口均电性连接在一起且再经由一个电阻连接至电源VCC，如SRAM芯片N1、N2的VCC端口电性连接在一起且再经由电阻Rl连接至电源VCC，SRAM芯片N3、N4的VCC端口电性连接在一起且再经由电阻R2连接至电源VCC。2个列线上相应具有2个电阻Rl、R2以监控每个VCC端口的电流。位于相同行线上的GND端口均电性连接在一起且再经由另一个电阻连接至地6冊，如SRAM芯片N1、N3的GND端口电性连接在一起且再经由电阻R3连接至地GND，SRAM芯片N2、N4的GND端口电性连接在一起且再经由电阻R4连接至地GND。2个行线上相应具有2个电阻R3、R4以监控每个GND端口的电流。
[0017]假设SRAM芯片N4芯片出现闩锁，电阻R2、R4将检测到大电流。该MCU实时监控每一个SRAM芯片的闩锁情况，当检测到闩锁发生后，通过系统总线发送给母板(上位机)，并复位该SRAM芯片。
[0018]实施例2
[0019]在本实用新型中，使用256片SRAM的电源与地组成16X16阵列，则总共需要检测32路电流信号，可通过模拟电路选择器MAX4051分别选择各个电流信号至ADC转换器，监控
频率每秒一次。
[0020]针对256块SRAM芯片，如果使用本发明的矩阵检测机制，那么256块芯片只需2块模拟电路选择器，MCU只需提供2路AD转换，8个控制引脚，每一次检测只需要32次的AD转换。
[0021]而对于原来的芯片栓锁检测机制，每一块芯片需要一个检测电路，每一个检测电路都要消耗一个MCU的AD转换引脚，假如一块PCB上放256片芯片，如果选择一块16路的模拟选通器芯片，那么就需要16块模拟选通器，共需要16路AD转换引脚，另外需要64个MCU的控制引脚，而且MCU必须进行256次的AD转换才能对所有的芯片进行一次检测，对于一块普通的MCU是没有那么多的资源的。
[0022]比较可见，使用本发明的矩阵检测机制AD转换通道是原来的芯片的引脚数量只需原来的12.5%，转换的AD次数是原来的12.5%。
[0023]以上所述仅为本实用新型的较佳实施例而已，并不用以限制本实用新型，凡在本实用新型的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。
【权利要求】
1.一种SRAM芯片单粒子闩锁测试机，其特征在于:其用于检测若干个SRAM芯片的闩锁，该若干个SRAM芯片呈nXm矩阵式排列，n、m均为正整数，该SRAM芯片单粒子闩锁测试机包括MCU、模拟电路选择器、ADC转换器、n+m个电阻，每个SRAM芯片的VCC端口作为列线，每个SRAM芯片的GND端口作为行线，位于相同列线上的VCC端口均电性连接在一起且再经由一个电阻连接至电源VCC，η个列线上相应具有η个电阻以监控每个VCC端口的电流，位于相同行线上的GND端口均电性连接在一起且再经由另一个电阻连接至地GND，m个行线上相应具有m个电阻以监控每个GND端口的电流，该ADC转换器检测n+m个电阻的电流信号以转换为n+m个数字信号，该MCU通过控制该模拟电路选择器选择第i行以及第j列的电流信号至ADC转换器，该MCU接收ADC转换后的电流信号，根据电流大小是否超过某个阈值判断第i行，第j列的SRAM芯片是否发生闩锁。
2.如权利要求1所述的SRAM芯片单粒子闩锁测试机，其特征在于:该SRAM芯片单粒子闩锁测试机还包括放大电路，各个电流信号经该放大电路放大后再由该ADC转换器转换为相应的数字信号。
【文档编号】G11C29/56GK203535964SQ201320735260
【公开日】2014年4月9日 申请日期:2013年11月19日 优先权日:2013年11月19日
【发明者】贡顶 申请人:苏州珂晶达电子有限公司