CN108318803A - 芯片单粒子辐照测试方法、装置、***及数据库建立方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种芯片单粒子辐照测试方法、装置、***及数据库建立方法，属于辐照测试技术领域。所述单粒子辐照测试方法，包括：获取测试指令，并根据所述测试指令中包含的测试向量压缩文件标识，从测试向量压缩文件数据库中提取对应的测试向量压缩文件；对提取的所述测试向量压缩文件进行解压缩，确定测试向量和测试向量对应的输出标准值；根据确定的所述测试向量，以驱动待测芯片，使所述待测芯片输出测试向量对应的实际输出值；将所述测试向量对应的输出标准值与实际输出值进行比较，作为待测芯片的单粒子辐照测试结果。该方法能够覆盖所有芯片的辐照试验测试，通用性高。
Description
技术领域
本发明属于辐照测试技术领域，特别是涉及一种芯片单粒子辐照测试方法、装置及***。
背景技术
来自外空间的宇宙射线的辐照会严重影响在外空间运行的各类航天器的电子器件，进而威胁航天器的在轨运行安全。因为辐射导致的单粒子翻转等效应，使得航天器上存储器的内容可能出现小概率错误，这种错误会影响***的运行。一旦***运行崩溃，各方面带来的损失无从估量。为了模拟外空间的环境，在地面上用加速器产生的重离子流轰击待测芯片，形成单粒子翻转等效应进行相关的测试评估与分析。
在商业芯片的测试中，存在大量的各类型号的自动测试机台，但在辐照测试中不可能将其搬进实验室。目前的辐照实验***一般通过线缆连接试验室与监控室，完成对待测芯片控制工作。但是线缆太多既不安全也不易维护，且容易损坏，为问题的定位带来难度。
待测芯片千千万，不同芯片的属性功能各不相同，如果测试***在测试一款新芯片时仍旧需要大量的人力开发投入，那***的可重用性必将大打折扣，既降低了可靠性，又造成了开发浪费。
现有技术中专利号为201310724722.7公开了一种SRAM型FPGA单粒子辐照试验测试***及方法，专利号为201410706041.2公开了一种基于JTAG接口的单粒子辐照试验测试***及方法，其中都包含有测试FPGA阵列，但上述测试***不能测试功能芯片，复杂功能芯片会涉及到软件开发功能设置及各种协议拓扑结构等等，而FPGA只需要配置码流，由于测试对象是各色各样的芯片，小到74系列逻辑芯片，大到8位或32位微控制器芯片，或者是处理器芯片，当需要测试不同的功能芯片时，现有技术不能兼并测试，只能针对特定的芯片进行测试，即一种单粒子辐照试验测试***只能检测一种芯片，其通用性差。
发明内容
本发明的目的在于提供一种通用化的芯片单粒子辐照测试方法、装置及***，能够覆盖所有芯片的辐照试验测试，通用性高。
为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：
一种芯片单粒子辐照测试方法，在测试控制端执行，包括：
获取测试指令，并根据所述测试指令中包含的测试向量压缩文件标识，从测试向量压缩文件数据库中提取对应的测试向量压缩文件；
对提取的所述测试向量压缩文件进行解压缩，确定测试向量和测试向量对应的输出标准值；
根据确定的所述测试向量，以驱动待测芯片，使所述待测芯片输出测试向量对应的实际输出值；
将所述测试向量对应的输出标准值与实际输出值进行比较，确定待测芯片的单粒子辐照测试结果。
在一可选实施例中，所述测试指令中包含至少两组测试向量压缩文件标识；
所述从测试向量压缩文件数据库中提取对应的测试向量压缩文件，包括：分别从测试向量压缩文件数据库中提取所述至少两组测试向量压缩文件标识对应的至少两组测试向量压缩文件；
所述对提取的所述测试向量压缩文件进行解压缩，包括：对提取的至少两组所述测试向量压缩文件分别进行解压缩。
在一可选实施例中，所述测试向量压缩文件标识包括读数据的首地址和末尾地址。
在一可选实施例中，所述将所述测试向量对应的输出标准值与实际输出值进行比较之后，还包括：
获取测试结果调取指令，并根据所述调取指令发送所述待测芯片的单粒子辐照测试结果。
一种芯片单粒子辐照测试方法，在主控制端执行，包括：
发送测试指令，所述测试指令中包含有测试向量压缩文件标识，以使测试控制端根据所述测试向量压缩文件标识，从测试向量压缩文件数据库中提取对应的测试向量压缩文件，并对提取的所述测试向量压缩文件进行解压缩，确定测试向量和测试向量对应的输出标准值，从而根据确定的所述测试向量，以驱动待测芯片，使所述待测芯片输出测试向量对应的实际输出值，所述测试控制端将所述测试向量对应的输出标准值与实际输出值进行比较，确定待测芯片的单粒子辐照测试结果。
一种测试向量压缩文件数据库的建立方法，包括：
计算芯片各测试向量的第一逻辑差异和第二逻辑差异，得到所述各测试向量的第一逻辑差异数据流和第二逻辑差异数据流，其中所述第一逻辑差异为所述测试向量在相邻周期内的逻辑差异，所述第二逻辑差异为所述测试向量对应的输出标准值在相邻周期内的逻辑差异；
对各所述测试向量的第一逻辑差异数据流和第二逻辑差异数据流进行压缩编码处理，得到包含芯片的各测试向量压缩文件的测试向量压缩文件数据库，以使测试控制端根据测试向量压缩文件标识，从所述测试向量压缩文件数据库中提取对应的测试向量压缩文件，并对提取的所述测试向量压缩文件进行解压缩，确定测试向量和测试向量对应的输出标准值，根据确定的所述测试向量，以驱动待测芯片，使所述待测芯片输出测试向量对应的实际输出值，从而使所述测试控制端将所述测试向量对应的输出标准值与实际输出值进行比较，确定待测芯片的单粒子辐照测试结果。
一种芯片单粒子辐照测试装置，在测试控制端，包括：
控制单元，用于获取测试指令，并根据所述测试指令中包含的测试向量压缩文件标识，从测试向量压缩文件数据库中提取对应的测试向量压缩文件；
解压单元，用于对提取的所述测试向量压缩文件进行解压缩，确定测试向量和测试向量对应的输出标准值；
发送单元，用于根据确定的所述测试向量，以驱动待测芯片，使所述待测芯片输出测试向量对应的实际输出值；
比较单元，用于将所述测试向量对应的输出标准值与实际输出值进行比较，确定待测芯片的单粒子辐照测试结果。
在一可选实施例中，所述测试指令中包含至少两组测试向量压缩文件标识；
所述控制单元，用于分别从测试向量压缩文件数据库中提取所述至少两组测试向量压缩文件标识对应的至少两组测试向量压缩文件；
所述解压单元，用于所述对提取的所述测试向量压缩文件进行解压缩，包括：对提取的至少两组所述测试向量压缩文件分别进行解压缩。
在一可选实施例中，所述测试向量压缩文件标识包括读数据的首地址和末尾地址。
在一可选实施例中，所述的芯片单粒子辐照测试装置，还包括：
调取指令获取单元，用于获取测试结果调取指令，并根据所述调取指令发送所述待测芯片的单粒子辐照测试结果。
一种芯片单粒子辐照测试装置，在主控制端，包括：
测试指令发送模块，用于发送测试指令，所述测试指令中包含有测试向量压缩文件标识，以使测试控制端根据所述测试向量压缩文件标识，从测试向量压缩文件数据库中提取对应的测试向量压缩文件，并对提取的所述测试向量压缩文件进行解压缩，确定测试向量和测试向量对应的输出标准值，从而根据确定的所述测试向量，以驱动待测芯片，使所述待测芯片输出测试向量对应的实际输出值，所述测试控制端将所述测试向量对应的输出标准值与实际输出值进行比较，确定待测芯片的单粒子辐照测试结果。
一种测试向量压缩文件数据库的建立装置，包括：
计算单元，用于计算芯片各测试向量的第一逻辑差异和第二逻辑差异，得到所述各测试向量的第一逻辑差异数据流和第二逻辑差异数据流，其中所述第一逻辑差异为所述测试向量在相邻周期内的逻辑差异，所述第二逻辑差异为所述测试向量对应的输出标准值在相邻周期内的逻辑差异；
编码单元，用于对各所述测试向量的第一逻辑差异数据流和第二逻辑差异数据流进行压缩编码处理，得到包含芯片的各测试向量压缩文件的测试向量压缩文件数据库，以使测试控制端根据测试向量压缩文件标识，从所述测试向量压缩文件数据库中提取对应的测试向量压缩文件，并对提取的所述测试向量压缩文件进行解压缩，确定测试向量和测试向量对应的输出标准值，根据确定的所述测试向量，以驱动待测芯片，使所述待测芯片输出测试向量对应的实际输出值，从而使所述测试控制端将所述测试向量对应的输出标准值与实际输出值进行比较，确定待测芯片的单粒子辐照测试结果。
一种芯片单粒子辐照测试***，包括主控制器和测试控制器，其中：
所述主控制器包括测试指令发送模块，用于向所述测试控制器发送测试指令，所述测试指令中包含有测试向量压缩文件标识；
所述测试控制器包括：
控制单元，用于获取测试指令，并根据所述测试指令中包含的测试向量压缩文件标识，从测试向量压缩文件数据库中提取对应的测试向量压缩文件；
解压单元，用于对提取的所述测试向量压缩文件进行解压缩，确定测试向量和测试向量对应的输出标准值；
发送单元，用于根据确定的所述测试向量，以驱动待测芯片，使所述待测芯片输出测试向量对应的实际输出值；
比较单元，用于将所述测试向量对应的输出标准值与实际输出值进行比较，作为待测芯片的单粒子辐照测试结果。
在一可选实施例中，所述的芯片单粒子辐照测试***，还包括测试向量压缩文件数据库的建立装置，包括：
计算单元，用于计算芯片各测试向量的第一逻辑差异和第二逻辑差异，得到所述各测试向量的第一逻辑差异数据流和第二逻辑差异数据流，其中所述第一逻辑差异为所述测试向量在相邻周期内的逻辑差异，所述第二逻辑差异为所述测试向量对应的输出标准值在相邻周期内的逻辑差异；
编码单元，用于对各所述测试向量的第一逻辑差异数据流和第二逻辑差异数据流进行压缩编码处理，得到包含芯片的各测试向量压缩文件的测试向量压缩文件数据库。
在一可选实施例中，所述测试控制器还包括高速存储器芯片，用于存储所述测试向量压缩文件数据库。
在一可选实施例中，所述主控制器和测试控制器集成在一块PCB板上，所述***还包括待测芯片安装板，用于搭载所述待测芯片，所述待测芯片安装板与所述PCB板通过排针、排母连接。
本发明至少包括以下有益效果：
(1)本发明实施例提供的芯片的单粒子辐照测试方法，通过建立测试向量压缩文件数据库，根据测试需要从数据库中选择特定测试向量压缩文件，并根据选择的测试向量压缩文件确定测试向量及其对应的输出标准值，以确定的测试向量对芯片进行单粒子辐照测试实验，该方法通过压缩使同样的存储空间可以保存更多的测试向量，通过建立或更新数据库可以覆盖所有芯片的辐照试验，通用性高；
(2)通过在测试指令中包含至少两组测试向量压缩文件标识，可以通过同时通过不同的测试向量对芯片进行激励，同时测试芯片的不同功能，进一步提高了测试效率。
附图说明
图1为本发明实施例提供的一种芯片的单粒子辐照测试方法流程图；
图2为本发明实施例提供的一种测试向量压缩文件数据库的建立方法流程图；
图3为本发明一具体实施例的框架原理结构示意图；
图4为本发明一具体实施例的控制原理结构示意图。
具体实施方式
为使本发明技术方案的优点更加清楚，下面结合附图和实施例对本发明做详细说明。
参见图1，本发明实施例提供了一种芯片单粒子辐照测试方法，在测试控制端执行，包括：
步骤101：获取测试指令，并根据所述测试指令中包含的测试向量压缩文件标识，从测试向量压缩文件数据库中提取对应的测试向量压缩文件；
具体地，本发明实施例中，测试控制端包括可编程逻辑芯片，在其他实施例中，测试控制端还可以是CPLD(Complex Programmable Logic Device)复杂可编程逻辑器件，也可以是其他定制化的专用集成电路芯片，测试向量即为用来测试模块的激励信号，本发明实施例中测试向量压缩文件包括测试向量及其对应的输出标准值，所述输出标准值为正常芯片在该测试向量激励下产生的输出信号；测试向量压缩文件可以通过常规文件压缩方法压缩得到；所述测试向量压缩文件数据库包含不同的测试向量及其对应的输出标准值；
在一可选实施例中，所述测试向量压缩文件标识包括读数据的首地址和末尾地址，根据读数据的首地址和末尾地址确定从数据库中读取数据时的起始和终止位置，以准确提取测试向量压缩文件；
步骤102：对提取的所述测试向量压缩文件进行解压缩，确定测试向量和测试向量对应的输出标准值；
本发明实施例中，可以通过常规解压方法对压缩文件进行解压；
步骤103：根据确定的所述测试向量，以驱动待测芯片，使所述待测芯片输出测试向量对应的实际输出值；
步骤104：将所述测试向量对应的输出标准值与实际输出值进行比较，确定待测芯片的单粒子辐照测试结果。
本发明实施例提供的芯片单粒子辐照测试方法，通过建立测试向量压缩文件数据库，根据测试需要从数据库中选择特定测试向量压缩文件，并根据选择的测试向量压缩文件确定测试向量及其对应的输出标准值，以确定的测试向量对芯片进行单粒子辐照测试实验，该方法通过压缩使同样的存储空间可以保存更多的测试向量，通过建立或更新数据库可以覆盖所有芯片的辐照试验，通用性高。
在一可选实施例中，所述测试指令中包含至少两组测试向量压缩文件标识；所述从测试向量压缩文件数据库中提取对应的测试向量压缩文件，包括：分别从测试向量压缩文件数据库中提取所述至少两组测试向量压缩文件标识对应的至少两组测试向量压缩文件；所述对提取的所述测试向量压缩文件进行解压缩，包括：对提取的至少两组所述测试向量压缩文件分别进行解压缩。通过在测试指令中包含至少两组测试向量压缩文件标识，可以通过同时通过不同的测试向量对芯片进行激励，同时测试芯片的不同功能，进一步提高了测试效率。
在一可选实施例中，所述将所述测试向量对应的输出标准值与实际输出值进行比较之后，还包括：
获取测试结果调取指令，并根据所述调取指令发送所述待测芯片的单粒子辐照测试结果。
在获取到调取指令前可以对测试结果进行存储，当接收到调取指令时再发送测试结果，便于测试人员随时查看测试结果。
本发明实施例还提供了一种芯片单粒子辐照测试方法，在主控制端执行，包括：
发送测试指令，所述测试指令中包含有测试向量压缩文件标识，以使测试控制端根据所述测试向量压缩文件标识，从测试向量压缩文件数据库中提取对应的测试向量压缩文件，并对提取的所述测试向量压缩文件进行解压缩，确定测试向量和测试向量对应的输出标准值，从而根据确定的所述测试向量，以驱动待测芯片，使所述待测芯片输出测试向量对应的实际输出值，所述测试控制端将所述测试向量对应的输出标准值与实际输出值进行比较，确定待测芯片的单粒子辐照测试结果。
本实施例中，所述主控制端优选微处理器，在其他实施例中也可以选择其他具有通信功能的处理器，本发明不做限定；所述的测试控制端执行上述在测试控制端执行的测试方法，具体描述参见上述实施例，在此不再赘述。
在一可选实施例中，所述测试指令包含对至少两个测试控制端的控制指令，以同时控制至少两个测试控制端对不同芯片进行测试，进一步提高了测试效率。
本发明实施例还提供了一种测试向量压缩文件数据库的建立方法，包括：
步骤301：计算芯片各测试向量的第一逻辑差异和第二逻辑差异，得到所述各测试向量的第一逻辑差异数据流和第二逻辑差异数据流，其中所述第一逻辑差异为所述测试向量在相邻周期内的逻辑差异，所述第二逻辑差异为所述测试向量对应的输出标准值在相邻周期内的逻辑差异；
具体地，本发明实施例中可以通过仿真软件生成待测芯片的各测试向量；可以通过对相邻的时钟周期的测试向量进行异或操作得到相邻周期内的逻辑差异，由于大部分管脚的逻辑值在相邻的两个周期中没有变化，异或操作后得到的数据流中，包含大量的“0”，只有少数的“1”；同理，确定所述测试向量对应的输出标准值的逻辑差异；
步骤302：对各所述测试向量的第一逻辑差异数据流和第二逻辑差异数据流进行压缩编码处理，得到包含芯片的各测试向量压缩文件的测试向量压缩文件数据库。
具体地，本发明实施例中优选先对所述逻辑差异数据流及输出标准值进行进行run length encoding(RLE)编码、再进行Golomb-Rice code(GR)编码，以保证将测试向量及对应的输出标准值以约10:1的压缩比进行压缩，以便在给定的内存带宽下及时传输到解码单元内，解压缩算法的高效性使得在测试较为复杂的芯片时，测试速率得到了有效的保证。
本实施例提供的测试向量压缩文件数据库用于上述芯片单粒子辐照测试方法，以使测试控制端根据测试向量压缩文件标识，从所述测试向量压缩文件数据库中提取对应的测试向量压缩文件，并对提取的所述测试向量压缩文件进行解压缩，确定测试向量和测试向量对应的输出标准值，根据确定的所述测试向量，以驱动待测芯片，使所述待测芯片输出测试向量对应的实际输出值，从而使所述测试控制端将所述测试向量对应的输出标准值与实际输出值进行比较，确定待测芯片的单粒子辐照测试结果。
具体描述参见上述在测试控制端执行的辐照测试方法，在此不再赘述。
本发明实施例还提供了一种芯片单粒子辐照测试装置，在测试控制端，其特征在于，包括：
控制单元，用于获取测试指令，并根据所述测试指令中包含的测试向量压缩文件标识，从测试向量压缩文件数据库中提取对应的测试向量压缩文件；
解压单元，用于对提取的所述测试向量压缩文件进行解压缩，确定测试向量和测试向量对应的输出标准值；
发送单元，用于根据确定的所述测试向量，以驱动待测芯片，使所述待测芯片输出测试向量对应的实际输出值；
比较单元，用于将所述测试向量对应的输出标准值与实际输出值进行比较，确定待测芯片的单粒子辐照测试结果。
在一可选实施例中，所述测试指令中包含至少两组测试向量压缩文件标识；
所述控制单元，用于分别从测试向量压缩文件数据库中提取所述至少两组测试向量压缩文件标识对应的至少两组测试向量压缩文件；
所述解压单元，用于所述对提取的所述测试向量压缩文件进行解压缩，包括：对提取的至少两组所述测试向量压缩文件分别进行解压缩。
具体地，所述测试向量压缩文件标识包括读数据的首地址和末尾地址。
进一步地，所述的芯片的单粒子辐照测试装置，还包括：
调取指令获取单元，用于获取测试结果调取指令，并根据所述调取指令发送所述待测芯片的单粒子辐照测试结果。
该装置实施例与在测试控制端执行的方法实施例一一对应，具体描述参见方法实施例，在此不再赘述。
本发明实施例还提供了一种芯片的单粒子辐照测试装置，在主控制端，包括：
测试指令发送模块，用于发送测试指令，所述测试指令中包含有测试向量压缩文件标识，以使测试控制端根据所述测试向量压缩文件标识，从测试向量压缩文件数据库中提取对应的测试向量压缩文件，并对提取的所述测试向量压缩文件进行解压缩，确定测试向量和测试向量对应的输出标准值，从而根据确定的所述测试向量，以驱动待测芯片，使所述待测芯片输出测试向量对应的实际输出值，所述测试控制端将所述测试向量对应的输出标准值与实际输出值进行比较，确定待测芯片的单粒子辐照测试结果。
本实施例与上述在主控制端执行的方法实施例对应，具体描述参见上述方法实施例，在此不再赘述。
本发明实施例还提供了一种测试向量压缩文件数据库的建立装置，包括：
计算单元，用于计算芯片各测试向量的第一逻辑差异和第二逻辑差异，得到所述各测试向量的第一逻辑差异数据流和第二逻辑差异数据流，其中所述第一逻辑差异为所述测试向量在相邻周期内的逻辑差异，所述第二逻辑差异为所述测试向量对应的输出标准值在相邻周期内的逻辑差异；
编码单元，用于对各所述测试向量的第一逻辑差异数据流和第二逻辑差异数据流进行压缩编码处理，得到包含芯片的各测试向量压缩文件的测试向量压缩文件数据库，以使测试控制端根据测试向量压缩文件标识，从所述测试向量压缩文件数据库中提取对应的测试向量压缩文件，并对提取的所述测试向量压缩文件进行解压缩，确定测试向量和测试向量对应的输出标准值，根据确定的所述测试向量，以驱动待测芯片，使所述待测芯片输出测试向量对应的实际输出值，从而使所述测试控制端将所述测试向量对应的输出标准值与实际输出值进行比较，作为待测芯片的单粒子辐照测试结果。
该实施例与上述测试向量压缩文件数据库的建立方法实施例一一对应，具体描述参见上述方法实施例，在此不再赘述。
本发明实施例还提供了一种芯片单粒子辐照测试***，包括主控制器和测试控制器，其中：
所述主控制器包括测试指令发送模块，用于向所述测试控制器发送测试指令，所述测试指令中包含有测试向量压缩文件标识；
所述测试控制器包括：
控制单元，用于获取测试指令，并根据所述测试指令中包含的测试向量压缩文件标识，从测试向量压缩文件数据库中提取对应的测试向量压缩文件；
解压单元，用于对提取的所述测试向量压缩文件进行解压缩，确定测试向量和测试向量对应的输出标准值；
发送单元，用于根据确定的所述测试向量，以驱动待测芯片，使所述待测芯片输出测试向量对应的实际输出值；
比较单元，用于将所述测试向量对应的输出标准值与实际输出值进行比较，作为待测芯片的单粒子辐照测试结果。
具体地，本发明实施例中所用主控制器和测试控制器分别由上述在主控制端和测试控制端的粒子辐照测试装置组成；
进一步地，所述的芯片的单粒子辐照测试***还包括测试向量压缩文件数据库的建立装置，所述建立装置包括：
计算单元，用于计算芯片各测试向量的第一逻辑差异和第二逻辑差异，得到所述各测试向量的第一逻辑差异数据流和第二逻辑差异数据流，其中所述第一逻辑差异为所述测试向量在相邻周期内的逻辑差异，所述第二逻辑差异为所述测试向量对应的输出标准值在相邻周期内的逻辑差异；
编码单元，用于对各所述测试向量的第一逻辑差异数据流和第二逻辑差异数据流进行压缩编码处理，得到包含芯片的各测试向量压缩文件的测试向量压缩文件数据库。
进一步地，所述测试控制器优选还包括高速存储器芯片，用于存储所述测试向量压缩文件数据库，以便于快速提取数据。
在一可选实施例中，所述主控制器和测试控制器集成在一块PCB板上，所述***还包括待测芯片安装板，用于搭载所述待测芯片，所述待测芯片安装板与所述PCB板通过排针、排母连接，以使所述待测芯片与所述测试控制器连接，通过将主控制器和测试控制器集成在一块PCB板上，通过安装板实现测试控制器与待测芯片的通信连接，缩小了***的体积，便于运输和存放。
进一步地，本发明实施例提供的芯片的单粒子辐照测试***还可以包括可监控可配置的供电模块，所述供电模块与所述主控制器连接，用于给各部件供电，所述供电模块优选与所述主控制器和测试控制器集成在一块PCB板上。
以下为本发明的一具体实施例：
参见图3和4，本实施例提供一种基于压缩和解压的单粒子辐照测试***，其包括三个子板(待测芯片安装板)、三个测试控制器(测试控制器1、测试控制器2和测试控制器3)、主控模块PI(主控制器)以及供电模块，测试控制器、主控模块PI以及供电模块通过排针、排母连接在母板上，待测芯片搭载在子板上，子板与测试控制器通过排针、排母连接，实现和所述测试控制器电信号连接，所述测试控制器与所述主控模块PI通讯连接。
所述测试控制器中包含有可编程逻辑芯片和高速存储器芯片，待测芯片通过排针引出多个信号管脚，连接到所述可编程逻辑芯片。母板通过排针向子板提供电源和地，子板根据待测芯片的需要对其供电。测试向量压缩文件由所述可编程逻辑芯片的DDR接口读入到所述可编程逻辑芯片内部，经过解压将测试向量输出到待测芯片，输出的同时还在接收监控待测芯片的输出信号，将芯片输出实测值与标准值比对。若待测芯片的输出信号出现异常，所述可编程逻辑芯片将异常情况记录下来，并通过规定协议报告给所述主控模块PI。
所述主控模块PI是一个基于微处理器的单板电脑；该模块通过接口向测试控制器发出指令或收集数据；该模块通过规定总线控制供电模块并采集电流监控数据；该模块含有以太网接口，处于监控室内的实验人员，可以通过笔记本电脑和以太网，登录到主控模块并运行实验控制软件。
所述供电模块接受实验室外部电压输入，可转换成多路输出电压，满足不同种类待测芯片的需要，每路电压输出分别设有开关和电流监控，由专门的采样芯片通过规定总线向主控模块报告电流读数。处于监控室内的实验人员可以实时控制和了解***的供电情况。
所述测试控制器中的所述可编程逻辑芯片包括控制器电路(控制单元)、解压单元(包括输入缓冲模块、解码电路模块、测试向量缓冲模块)、比较器模块(比较单元)以及输出缓冲模块；输入缓冲模块暂存从所述高速存储器芯片中读取的经过压缩后的测试向量(测试向量压缩文件)；然后经过解码电路模块进行解压，并把解压后的数据写入到测试向量缓冲模块；所述测试向量缓冲模块将解压后的文件解析后，得到管脚的数据输出控制信号OE、管脚的电平信号data(包含测试向量及对应的输出标准值)和数据比较的窗口开启信号mask，将管脚的数据输出控制信号OE、管脚的电平信号data传输给待测芯片以驱动所述待测芯片，将管脚的电平信号data和数据比较的窗口开启信号mask传输给所述比较器模块；通过所述比较器模块比较待测芯片实际输出的电平和标准值，如果两者不符合，就会将当前时钟周期序号和错误值保存到所述输出缓冲模块内。对于待测芯片的输入管脚，对应的数据输出控制信号OE取值1，测试向量缓冲模块将管脚的电平信号data指定的电平输出到待测芯片，同时，该管脚对应的窗口开启信号mask取值0，关闭比较功能。对于待测芯片的输出管脚，对应的OE信号取值0，测试向量缓冲模块将管脚的电平信号data(对应的输出标准值)传送给比较器，mask信号取值1。
本实施例的基于压缩和解压的单粒子辐照测试***的控制方法，其包括以下步骤：
S1：利用仿真软件生成待测芯片的测试向量及对应的输出标准值，执行压缩控制逻辑对其进行压缩得到测试向量压缩文件数据库；
本实施例中，所述仿真软件包括三大主流公司的产品，如Synopsys公司的VCS工具、Cadence公司的NCsim工具、Mentor公司的questasim工具。
S2：将得到测试向量压缩文件数据库存入到测试控制模块的高速存储器芯片中，测试开始后，相应的测试向量压缩文件由测试控制模块中的可编程逻辑芯片物理实现的高速存储器接口进入到解码模块FPGA中，具体的由所述可编程逻辑芯片的DDR接口读入到所述测试控制器内部；
S3：将所述测试向量压缩文件在所述测试控制器内进行解压，驱动待测芯片；
S4：所述测试控制器获取经过测试向量驱动后的待测芯片的输出信号；
S5：比较所述输出信号与标准值，得到检测结果，存储并输出至主控模块。
所述步骤S1中的所述压缩控制逻辑包括以下步骤：
S11：压缩开始；
S12：压缩预处理，对相邻的时钟周期的测试向量及对应的输出标准值进行“异或”操作，即计算相邻周期内的逻辑差异，由于大部分管脚的逻辑值在相邻的两个周期中没有变化，异或操作后得到的数据流中，包含大量的“0”，只有少数的“1”；
S13：对步骤S12输出的数据流进行run length encoding(RLE)编码；
S14：对步骤S13输出的数据流进行Golomb-Rice code(GR)编码；
S15：压缩编码处理完成。
所述主控模块PI的控制方法包括以下步骤：
S201：对每个BANK头内容进行初始化；
S202：将数据从主控模块微处理器中拷贝到测试控制器的DDR2中；
S203：设置测试时进入每个BANK读数据的首地址；
S204：设置测试时进入每个BANK读数据的末尾地址；
S205：将DDR2数据拷贝到各通道对应的先入先出队列；
S206：设置最大测试周期；
S207：开始测试。
本实施例中所述主控模块PI与所述测试控制器通讯采用spi通讯协议，其指令格式如表1所示。
表1主控模块PI与测试控制模块FPGA通讯指令格式表
| 2bit | 6bit | 32bit | 32bit |
| 读写码元 | 命令码元 | 地址码元 | 数据码元 |
以CMD_MEM_START_ADDR命令为例，命令可以配置多个独立通道从ddr读取数据的启始地址。spi包括8位命令+32位地址+32位数据，命令将通道号信息放在32位地址中，将起始地址信息放在32位数据中。
再以ddr写入为例，CMD_MEM_WR_ADDR命令控制测试控制模块中状态机的跳转，空闲状态跳转到写地址状态，写地址完成跳回到空闲状态。spi包括8位命令+32位地址+32位数据。地址信息在被锁存后驱动ddr控制接口信号，写突发数据前写入该地址。突发模式下需要先写MEM地址，再写入数据。写入数据可以一次性写完一个通道的数据；空闲状态跳转到写数据状态，写完后跳转到写数据等待状态等待下一次写数据命令；要跳出写数据状态需要写停止命令。例如：写地址--第一个数据--第二个数据.....最后一个数据。通过灵活的指令，主控模块PI可以很好地控制整个测试的进行。
本实施例中，在RTL仿真验证时，将待测芯片电路的输入、输出波形记录下来，作为测试向量及对应的输出标准值保存在存储器内，FPGA测试电路读入测试向量，在每个测试周期中，将测试向量写入待测芯片，读出芯片输出信号，并与输出标准值作比较。
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。
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。
Claims (16)
1.一种芯片单粒子辐照测试方法，在测试控制端执行，其特征在于，包括：
获取测试指令，并根据所述测试指令中包含的测试向量压缩文件标识，从测试向量压缩文件数据库中提取对应的测试向量压缩文件；
对提取的所述测试向量压缩文件进行解压缩，确定测试向量和测试向量对应的输出标准值；
根据确定的所述测试向量，以驱动待测芯片，使所述待测芯片输出测试向量对应的实际输出值；
将所述测试向量对应的输出标准值与实际输出值进行比较，确定待测芯片的单粒子辐照测试结果。
2.根据权利要求1所述的芯片单粒子辐照测试方法，其特征在于，所述测试指令中包含至少两组测试向量压缩文件标识；
所述从测试向量压缩文件数据库中提取对应的测试向量压缩文件，包括：分别从测试向量压缩文件数据库中提取所述至少两组测试向量压缩文件标识对应的至少两组测试向量压缩文件；
所述对提取的所述测试向量压缩文件进行解压缩，包括：对提取的至少两组所述测试向量压缩文件分别进行解压缩。
3.根据权利要求1所述的芯片单粒子辐照测试方法，其特征在于，所述测试向量压缩文件标识包括读数据的首地址和末尾地址。
4.根据权利要求1所述的芯片单粒子辐照测试方法，其特征在于，所述将所述测试向量对应的输出标准值与实际输出值进行比较之后，还包括：
获取测试结果调取指令，并根据所述调取指令发送所述待测芯片的单粒子辐照测试结果。
5.一种芯片单粒子辐照测试方法，在主控制端执行，其特征在于，包括：
发送测试指令，所述测试指令中包含有测试向量压缩文件标识，以使测试控制端根据所述测试向量压缩文件标识，从测试向量压缩文件数据库中提取对应的测试向量压缩文件，并对提取的所述测试向量压缩文件进行解压缩，确定测试向量和测试向量对应的输出标准值，从而根据确定的所述测试向量，以驱动待测芯片，使所述待测芯片输出测试向量对应的实际输出值，所述测试控制端将所述测试向量对应的输出标准值与实际输出值进行比较，确定待测芯片的单粒子辐照测试结果。
6.一种测试向量压缩文件数据库的建立方法，其特征在于，包括：
计算芯片各测试向量的第一逻辑差异和第二逻辑差异，得到所述各测试向量的第一逻辑差异数据流和第二逻辑差异数据流，其中所述第一逻辑差异为所述测试向量在相邻周期内的逻辑差异，所述第二逻辑差异为所述测试向量对应的输出标准值在相邻周期内的逻辑差异；
对各所述测试向量的第一逻辑差异数据流和第二逻辑差异数据流进行压缩编码处理，得到包含芯片的各测试向量压缩文件的测试向量压缩文件数据库，以使测试控制端根据测试向量压缩文件标识，从所述测试向量压缩文件数据库中提取对应的测试向量压缩文件，并对提取的所述测试向量压缩文件进行解压缩，确定测试向量和测试向量对应的输出标准值，根据确定的所述测试向量，以驱动待测芯片，使所述待测芯片输出测试向量对应的实际输出值，从而使所述测试控制端将所述测试向量对应的输出标准值与实际输出值进行比较，确定待测芯片的单粒子辐照测试结果。
7.一种芯片单粒子辐照测试装置，在测试控制端，其特征在于，包括：
控制单元，用于获取测试指令，并根据所述测试指令中包含的测试向量压缩文件标识，从测试向量压缩文件数据库中提取对应的测试向量压缩文件；
解压单元，用于对提取的所述测试向量压缩文件进行解压缩，确定测试向量和测试向量对应的输出标准值；
发送单元，用于根据确定的所述测试向量，以驱动待测芯片，使所述待测芯片输出测试向量对应的实际输出值；
比较单元，用于将所述测试向量对应的输出标准值与实际输出值进行比较，确定待测芯片的单粒子辐照测试结果。
8.根据权利要求7所述的芯片单粒子辐照测试装置，其特征在于，所述测试指令中包含至少两组测试向量压缩文件标识；
所述控制单元，用于分别从测试向量压缩文件数据库中提取所述至少两组测试向量压缩文件标识对应的至少两组测试向量压缩文件；
所述解压单元，用于所述对提取的所述测试向量压缩文件进行解压缩，包括：对提取的至少两组所述测试向量压缩文件分别进行解压缩。
9.根据权利要求7所述的芯片单粒子辐照测试装置，其特征在于，所述测试向量压缩文件标识包括读数据的首地址和末尾地址。
10.根据权利要求7所述的芯片单粒子辐照测试装置，其特征在于，还包括：
调取指令获取单元，用于获取测试结果调取指令，并根据所述调取指令发送所述待测芯片的单粒子辐照测试结果。
11.一种芯片单粒子辐照测试装置，在主控制端，其特征在于，包括：
测试指令发送模块，用于发送测试指令，所述测试指令中包含有测试向量压缩文件标识，以使测试控制端根据所述测试向量压缩文件标识，从测试向量压缩文件数据库中提取对应的测试向量压缩文件，并对提取的所述测试向量压缩文件进行解压缩，确定测试向量和测试向量对应的输出标准值，从而根据确定的所述测试向量，以驱动待测芯片，使所述待测芯片输出测试向量对应的实际输出值，所述测试控制端将所述测试向量对应的输出标准值与实际输出值进行比较，确定待测芯片的单粒子辐照测试结果。
12.一种测试向量压缩文件数据库的建立装置，其特征在于，包括：
计算单元，用于计算芯片各测试向量的第一逻辑差异和第二逻辑差异，得到所述各测试向量的第一逻辑差异数据流和第二逻辑差异数据流，其中所述第一逻辑差异为所述测试向量在相邻周期内的逻辑差异，所述第二逻辑差异为所述测试向量对应的输出标准值在相邻周期内的逻辑差异；
编码单元，用于对各所述测试向量的第一逻辑差异数据流和第二逻辑差异数据流进行压缩编码处理，得到包含芯片的各测试向量压缩文件的测试向量压缩文件数据库，以使测试控制端根据测试向量压缩文件标识，从所述测试向量压缩文件数据库中提取对应的测试向量压缩文件，并对提取的所述测试向量压缩文件进行解压缩，确定测试向量和测试向量对应的输出标准值，根据确定的所述测试向量，以驱动待测芯片，使所述待测芯片输出测试向量对应的实际输出值，从而使所述测试控制端将所述测试向量对应的输出标准值与实际输出值进行比较，确定待测芯片的单粒子辐照测试结果。
13.一种芯片单粒子辐照测试***，其特征在于，包括主控制器和测试控制器，其中：
所述主控制器包括测试指令发送模块，用于向所述测试控制器发送测试指令，所述测试指令中包含有测试向量压缩文件标识；
所述测试控制器包括：
控制单元，用于获取测试指令，并根据所述测试指令中包含的测试向量压缩文件标识，从测试向量压缩文件数据库中提取对应的测试向量压缩文件；
解压单元，用于对提取的所述测试向量压缩文件进行解压缩，确定测试向量和测试向量对应的输出标准值；
发送单元，用于根据确定的所述测试向量，以驱动待测芯片，使所述待测芯片输出测试向量对应的实际输出值；
比较单元，用于将所述测试向量对应的输出标准值与实际输出值进行比较，作为待测芯片的单粒子辐照测试结果。
14.根据权利要求13所述的芯片单粒子辐照测试***，其特征在于，还包括测试向量压缩文件数据库的建立装置，包括：
计算单元，用于计算芯片各测试向量的第一逻辑差异和第二逻辑差异，得到所述各测试向量的第一逻辑差异数据流和第二逻辑差异数据流，其中所述第一逻辑差异为所述测试向量在相邻周期内的逻辑差异，所述第二逻辑差异为所述测试向量对应的输出标准值在相邻周期内的逻辑差异；
编码单元，用于对各所述测试向量的第一逻辑差异数据流和第二逻辑差异数据流进行压缩编码处理，得到包含芯片的各测试向量压缩文件的测试向量压缩文件数据库。
15.根据权利要13所述的芯片单粒子辐照测试***，其特征在于，所述测试控制器还包括高速存储器芯片，用于存储所述测试向量压缩文件数据库。
16.根据权利要13所述的芯片单粒子辐照测试***，其特征在于，所述主控制器和测试控制器集成在一块PCB板上，所述***还包括待测芯片安装板，用于搭载所述待测芯片，所述待测芯片安装板与所述PCB板通过排针、排母连接。
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