CN112164418A - 一种存储器单粒子效应测试***、方法及装置 - Google Patents

Abstract

本申请公开了一种存储器单粒子效应的测试***、方法及装置，所述测试***包括辐照板，其上设置有存储器；测试板，其上设置有FPGA器件，所述FPGA器件与所述存储器电连接，对所述存储器进行数据写入和/或数据读出；发射装置，用于发射重离子微束；控制平台，用于控制所述辐照板相对所述发射装置进行水平和/或上下位移；其中，所述FPGA器件上设置有第一反馈线路和第二反馈线路，分别用于输出不同的单粒子效应反馈信号。本申请实施例通过为不同单粒子效应设置不同的反馈线路和反馈机制，使得被测器件上的单粒子翻转效应区域和单粒子瞬态效应区域能够得到快速识别。

Description

一种存储器单粒子效应测试***、方法及装置

技术领域

本申请涉及单粒子效应测试技术领域，尤其涉及一种存储器单粒子效应测试***、方法及装置。

背景技术

随着航天航空技术的发展，人们对航空航天任务的需求日益增长，越来越多的电子元器件被应用到航天航空***中。这些电子元器件受到空间辐射环境的影响往往会发生功能失效，从而给整个***甚至整个航天器带来毁灭性打击。这些失效多来自于空间中高能粒子、射线给电子元器件带来的辐射效应，包括单粒子效应(Single Event Effect，SEE)、总剂量效应、位移损失效应等。其中单粒子效应造成影响最为严重，据统计单粒子效应造成的航天器损坏事件占所有航天器损坏事件的70％。单粒子效应的定义是指空间辐射环境中的单个高能粒子如质子、中子、重离子等入射到电子元器件中，与器件材料相互作用产生大量电子空穴对，这些电子空穴对在器件内某些敏感电路节点被收集，经过一系列“蝴蝶效应”影响甚至破坏对器件的正常工作。

根据单粒子效应的表现形式可以进一步将单粒子效应分为：单粒子翻转(Singleevent upset，SEU)、单粒子瞬态(Single event transient，SET)等软错误，以及单粒子闭锁、单粒子烧毁等硬错误。单粒子翻转是导致存储器内一些存储单元的数据发生了翻转，这个翻转一直保留在存储器内；而单粒子瞬态效应是由于单粒子效应在芯片版图的某些电路节点产生瞬态电流，导致存储器读功能不能正确执行，虽然读出大量错误数据但实际上存储器内的数据未发生翻转，只要瞬态电流释放消失，读功能恢复错误就会消失。

现有的微束扫描技术包括激光微束扫描和重离子微束扫描。例如申请号为CN201310675790.9名为“一种存储器电路的激光单粒子效应背辐照实验方法”利用激光微束从存储器的背面入射，从而得到器件的单粒子效应敏感节点。激光微束在一定程度上可以模拟重离子微束导致的单粒子效应规律，但由于存在物理机制上的差异，无法完全代替重离子微束进行单粒子效应测试，该技术测试结果不能准确表征单粒子效应的物理机制；申请号为CN201711248623.0名称为“基于重离子微束对锗硅晶体管的敏感区域进行定位”则利用重离子微束对锗硅晶体管的敏感区域进行了定位。但该基于重离子微束的技术存在的问题是测试对象一般单个晶体管。

所以在大规模集成电路测试实验中，如何克服重离子微束价格昂贵、机时紧张问题，快速识别和确定被测器件上的单粒子翻转效应区域和单粒子瞬态效应区域，从而为器件设计提供有效参考就成了业界亟待解决的问题。

发明内容

(一)发明目的

为了克服现有技术存在的缺陷，本申请提供了一种存储器单粒子效应测试***、方法及装置，所述测试***通过为不同单粒子效应设置不同的反馈线路和反馈机制，使得被测器件上的单粒子翻转效应区域和单粒子瞬态效应区域能够得到快速识别。

(二)技术方案

第一方面，本申请实施例提出了一种存储器单粒子效应的测试***，包括：

辐照板，其上设置有存储器；

测试板，其上设置有FPGA器件，所述FPGA器件与所述存储器电连接，对所述存储器进行数据写入和/或数据读出；

发射装置，用于发射重离子微束；

控制平台，用于控制所述辐照板相对所述发射装置进行水平和/或上下位移；

其中，所述FPGA器件上设置有第一反馈线路和第二反馈线路，分别用于输出不同的单粒子效应反馈信号。

一些实施例中，所述第一反馈线路用于输出翻转效应反馈信号，所述翻转效应反馈信号对应于所述FPGA器件从所述存储器中读取的错误数据的数量增多；所述第二反馈线路用于输出瞬态效应反馈信号，所述瞬态效应反馈信号对应于所述FPGA器件从所述存储器中读取的错误数据的数量减少。

一些实施例中，所述FPGA器件连接有上位机。

一些实施例中，所述上位机包括：

测试单元，用于指示所述FPGA器件对所述存储器进行数据写入和/或数据读出，并根据读出的错误数据的数量变化输出不同的反馈信号；

坐标记录单元，用于接收所述反馈信号，并在接收到所述反馈信号时，读取所述辐照板相对所述发射装置的水平位置坐标。

第二方面，本申请实施例提出了一种存储器单粒子效应的测试方法，包括：

利用第一方面任一所述的测试***对所述存储器的单粒子效应敏感区域中的子区域进行周期性重离子微束扫描；

通过FPGA器件读取所述存储器中的全部数据，并将第i扫描周期中读出数据中的错误数据的数量记为Ni，i为大于等于1的自然数；

当N_i大于N_i-1时，所述FPGA器件的第一反馈线路输出第一反馈信号；

当N_i小于N_i-1时，所述FPGA器件的第二反馈线路输出第二反馈信号。

一些实施例中，所述FPGA器件的第一、二反馈线路分别输出第一、二反馈信号之后，还包括：

当所述测试***中的所述测试板连接有上位机，且所述上位机接收到所述第一反馈信号或所述第二反馈信号时，所述上位机通过所述控制平台获取所述辐照板相对所述发射装置的第一水平位置坐标，并将所述第一水平位置坐标对应的第一子区域记为单粒子翻转效应发生区域；或

所述上位机通过所述控制平台获取所述辐照板相对所述发射装置的第二水平位置坐标，并将所述第二水平位置坐标对应的第二子区域记为单粒子瞬态效应发生区域。

一些实施例中，将所述第一或第二水平位置坐标对应的第一子区域或第二子区域记为单粒子翻转效应发生区域或单粒子瞬态效应发生区域之后，还包括：

所述上位机根据所述第一反馈信号获取所述第一水平位置坐标时，同时获取所述FPGA器件中所述错误数据的第一数量；

所述上位机根据所述第二反馈信号获取所述第二水平位置坐标时，同时获取所述FPGA器件中所述错误数据的第二数量；

将所述单粒子效应敏感区域作为XY平面；

将所述第一水平位置坐标对应的所述第一子区域渲染为第一颜色；

将所述第二水平位置坐标对应的所述第二子区域渲染为第二颜色；

将所述第一数量作为所述第一颜色对应的所述第一子区域的Z轴高度；

将所述第二数量作为所述第二颜色对应的所述第二子区域的Z轴高度；

根据所述第一子区域或所述第二子区域对应的颜色、水平位置和Z轴高度在所述XY平面上输出柱状图。

一些实施例中，利用权利要求1-4任一所述的测试***对所述存储器的单粒子效应敏感区域中的子区域进行周期性重离子微束扫描之前，还包括：

利用激光扫描确定所述存储器的芯片版图表面的单粒子效应敏感区域；

将所述单粒子效应敏感区域按XY坐标轴方向平均划分为多个子区域。

第三方面，本申请实施例提出了一种存储器单粒子效应的测试装置，包括：

扫描模块，用于利用权利要求1-4任一所述的测试***对所述存储器的单粒子效应敏感区域的所有子区域逐个进行周期性重离子微束扫描；

读取模块，用于通过FPGA器件读取所述存储器中的全部数据，并将第i扫描周期中读出数据中的错误数据的数量记为N_i，i为大于等于1的自然数；

输出模块，用于当N_i大于N_i-1时，所述FPGA器件的第一反馈线路输出第一反馈信号；

所述输出模块还用于当N_i小于N_i-1时，所述FPGA器件的第二反馈线路输出第二反馈信号。

一些实施例中，测试装置还包括：

敏感区域确定模块，用于利用激光扫描确定所述存储器的芯片版图表面的单粒子效应敏感区域；

子区域划分模块，用于将所述单粒子效应敏感区域按纵横坐标平均划分为多个子区域。

(三)有益效果

本申请实施例的有益效果在于，通过为不同单粒子效应设置不同的反馈线路和反馈机制，使得被测器件上的单粒子翻转效应区域和单粒子瞬态效应区域能够得到快速识别。

附图说明

图1是本申请实施例测试***的结构框图；

图2是本申请实施例测试方法的流程示意图；

图3是图2实施例对应的装置结构图；

图4(a)是本申请实施例中利用激光微束扫描确定的存储器芯片版图表面及其中的单粒子效应敏感区域示意图；

图4(b)是图4(a)中的单粒子效应敏感区域平均划分成的多个子区域的示意图；

图5是本申请实施例存储器的单粒子翻转效应和单粒子瞬态效应发生规律示意图；

图6是本申请实施例中的反馈信号示意图；

图7(a)是本申请实施例存储器芯片版图表面单粒子效应敏感区域中不同效应的子区域位置分布示意图；

图7(b)是本申请实施例存储器芯片版图表面不同单粒子效应子区域在单粒子效应敏感区域确定的XY平面上的柱状图。

附图标记：

10：测试板；11：FPGA器件；111：第一反馈线路；112：第二反馈线路。

20：辐照板；21：存储器。

30：发射装置。

40：控制平台。

50：上位机；51：坐标记录单元；52：测试单元。

具体实施方式

为使本申请的目的、技术方案和优点更加清楚明了，下面结合具体实施方式并参照附图，对本申请进一步详细说明。应该理解，这些描述只是示例性的，而并非要限制本申请的范围。此外，在以下说明中，省略了对公知结构和技术的描述，以避免不必要地混淆本申请的概念。

在本申请的描述中，需要说明的是，术语“第一”、“第二”、“第三”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

此外，下面所描述的本申请不同实施方式中所涉及的技术特征只要彼此之间未构成冲突就可以相互结合。

图1是本申请实施例测试***的结构框图。

如图1所示，一种存储器单粒子效应的测试***，包括：

辐照板20，其上设置有存储器21；

测试板10，其上设置有FPGA器件11，所述FPGA器件11与所述存储器21电连接，对所述存储器21进行数据写入和/或数据读出；

发射装置30，用于发射重离子微束；

控制平台40，用于控制所述辐照板20相对所述发射装置30进行水平和/或上下位移；

其中，所述FPGA器件11上设置有第一反馈线路111和第二反馈线路112，分别用于输出不同的单粒子效应反馈信号。

可选的，一些实施例中，所述第一反馈线路111用于输出翻转效应反馈信号，所述翻转效应反馈信号对应于所述FPGA器件11从所述存储器21中读取的错误数据的数量增多；所述第二反馈线路112用于输出瞬态效应反馈信号，所述瞬态效应反馈信号对应于所述FPGA器件11从所述存储器21中读取的错误数据的数量减少。

错误数据的数量增多或减少，实际上反应的错误数据所在存储单元数量的增多或减少，因为每个存储单元在测试中存储都是同样的数据，所以在每一个读周期中将存储器中的所有数据都读出时，其中读出的错误数据的数量，实际上也就是发生单粒子效应的存储单元的数量。

由于单粒子翻转效应会导致存储器内一些存储单元的数据发生了翻转，而且这个翻转会一直保留在存储器内。所以后一个读周期读出的错误数据就一定不会比前一读周期读出的错误数据少，反之，通过后一个读周期读出的错误数据的数量大于前一读周期读出的错误数据的数量这一比较结果，就可以判定存储中发生了翻转效应，而此时对存储器21进行数据读取和比较的FPGA器件11就可以使其第一反馈线路111输出高电平，也即当第一反馈线路111输出高电平时，表示存储器21中发生了翻转效应。

单粒子瞬态效应是由于单粒子效应在芯片版图的某些电路节点产生瞬态电流，导致存储器读功能不能正确执行，虽然读出大量错误数据但实际上存储器内的数据未发生翻转，只要瞬态电流释放消失，读功能恢复，相应的读出的错误数据的数量就会减少。同样的，反过来通过后一个读周期读出的错误数据的数量小于前一读周期读出的错误数据的数量这一比较结果，就可以判定存储中发生了瞬态效应，而此时对存储器21进行数据读取和比较的FPGA器件11就可以使其第二反馈线路112输出高电平，也即当第二反馈线路112输出高电平时，表示存储器21中发生了瞬态效应。

上述实施例通过为不同单粒子效应设置不同的反馈线路和反馈机制，使得被测器件上的单粒子翻转效应区域和单粒子瞬态效应区域能够得到快速识别。

一些实施例中，所述FPGA器件11连接有上位机50。

可选的，该上位机50包括：

测试单元52，用于指示所述FPGA器件11对所述存储器21进行数据写入和/或数据读出，并根据读出的错误数据的数量变化输出不同的反馈信号；

坐标记录单元51，用于接收所述反馈信号，并在接收到所述反馈信号时，读取所述辐照板20相对所述发射装置30的水平位置坐标。

图2是本申请实施例测试方法的流程示意图。

如图2所示，一种存储器单粒子效应的测试方法，包括：

S110：利用上述实施例所述的测试***对所述存储器的单粒子效应敏感区域中的子区域进行周期性重离子微束扫描；

S120：第i扫描周期中，通过FPGA器件读取所述存储器中的全部数据，并将其中的错误数据的数量记为Ni，i为大于等于1的自然数；

S130：当Ni大于Ni-1时，所述FPGA器件的第一反馈线路输出第一反馈信号；

S140：当Ni小于Ni-1时，所述FPGA器件的第二反馈线路输出第二反馈信号。

一些实施例中，所述FPGA器件的第一、二反馈线路分别输出第一、二反馈信号之后，还包括：

当所述测试***中的所述测试板连接有上位机，且所述上位机接收到所述第一反馈信号或所述第二反馈信号时，所述上位机通过所述控制平台获取所述辐照板相对所述发射装置的第一水平位置坐标，并将所述第一水平位置坐标对应的第一子区域记为单粒子翻转效应发生区域；或

所述上位机通过所述控制平台获取所述辐照板相对所述发射装置的第二水平位置坐标，并将所述第二水平位置坐标对应的第二子区域记为单粒子瞬态效应发生区域。

一些实施例中，将所述第一或第二水平位置坐标对应的第一子区域或第二子区域记为单粒子翻转效应发生区域或单粒子瞬态效应发生区域之后，还包括：

所述上位机根据所述第一反馈信号获取所述第一水平位置坐标时，同时获取所述FPGA器件中所述错误数据的第一数量；

所述上位机根据所述第二反馈信号获取所述第二水平位置坐标时，同时获取所述FPGA器件中所述错误数据的第二数量；

将所述单粒子效应敏感区域作为XY平面；

将所述第一水平位置坐标对应的所述第一子区域渲染为第一颜色；

将所述第二水平位置坐标对应的所述第二子区域渲染为第二颜色；

将所述第一数量作为所述第一颜色对应的所述第一子区域的Z轴高度；

将所述第二数量作为所述第二颜色对应的所述第二子区域的Z轴高度；

根据所述第一子区域或所述第二子区域对应的颜色、水平位置和Z轴高度在所述XY平面上输出柱状图。可选的，所述第一颜色为红色，所述第二颜色为绿色。

该实施例提供了将最终的数据结合存储器21的芯片版图表面形成可视的测试结果的柱状图的方法过程。

一些实施例中，利用测试***对所述存储器的单粒子效应敏感区域中的子区域进行周期性重离子微束扫描之前，还包括利用激光扫描确定所述存储器的芯片版图表面的单粒子效应敏感区域；将所述单粒子效应敏感区域按XY坐标轴方向平均划分为多个子区域。

该实施例主要是为了利用更为便宜的激光微束排除掉非敏感区域的影响，使得重离子微束检测更具目的性，提高束流利用率，降低成本。并进一步将经过激光微束初步确定的存储器21的芯片版图表面敏感区域进行进行XY坐标轴方向平均划分，形成为多个子区域，便于结合单粒子效应敏感区的子区域划分情况输出可视性强的柱状图。

上述实施例的进一步实现过程可以包括：

步骤1：选择用于测试的存储器样品，并进行预处理。

1a)选择存储器型号并进行去封装处理。

为了保证用于测试的存储器器件具有良好的一致性，从同一厂家同一批次产品中选取器件15只以上作为实验样品，本例中选用的是cypress公司生产的存储器，器件型号为FM22L16-55-TG。由于激光微束和重离子微束的穿透能力有限，需要对实验样品进行去封装处理，去除芯片正面的塑料封装层，暴露出芯片版图。

1b)测试并挑选器件。

将1a)中的存储器接入到该存储器测试***中，检查器件的功能及电学参数，并用显微镜观察器件表面。挑选出读写功能正常、静态电流超过1mA、动态电流超过10mA、版图清晰无污染的器件作为测试样品。

步骤2：从硬件上设计单粒子翻转与单粒子瞬态的反馈信号。

2a)定义标志SEU和SET效应产生的信号SEU_flag和SET_flag。

电子元器件单粒子效应测试的现有技术在硬件方面通常依赖于现场可编程门阵列(Field Programmable Gate Array,FPGA)器件。本步骤首先利用Verilog硬件语言定义FPGA的两个空管脚为反馈信号SEU_flag和SET_flag来标志单粒子翻转效应和单粒子瞬态效应的发生。并且在PCB的布局布线上，将这两个信号通过SMA接口方式引出，分别通过两路通道将信号接入到上位机中。

2b)设置SEU_flag和SET_flag的产生条件。

如图5所示为典型SEU和SET在存储器辐照实验中的表现形式，存储器内错误数量与测试时间的变化趋势有两个特点：第一，错误数量呈阶梯状上升，这是由单粒子翻转效应(SEU)造成；第二，在某些时刻错误数量异常增加并迅速消失，这是由单粒子瞬态(SET)效应造成。

因此这里判断单粒子翻转和单粒子瞬态的依据为：若存储器内的错误数量增加，则发生了单粒子翻转效应，SEU_flag信号触发；若存储器内的错误数量减少，则认为是发生了单粒子瞬态效应，SET_flag信号触发。

具体实现为：在每个测试周期i中，测试板上的FPGA器件会持续从存储器中读出错误并统计数量Ni，与上一次读出的错误单元数量Ni-1进行对比。若N_i-N_i-1>0，从SEU_flag管脚上输出一个高电平数字信号作为反馈信号；若N_i-N_i-1<0，从SET_flag管脚上输出一个高电平数字信号作为反馈信号，这两个高电平反馈信号的波形参数相同，如图6所示，周期为30ms、峰值为3.3V。

需要补充的细节是，上述作为SEU和SET的判断依据中，每个测试周期读出的数据数量Ni指的是错误所在单元的数量而不是错误数据本身的数量，即是地址的数量而不是二进制的数量。这二者之间，每一个地址中都包含多位二进制(这对本例对象而言，每个地址中可以存储16位二进制)。这样选择的原因是因为受***电路设计的影响，一些存储器的单粒子效应(如单粒子多位翻转)会影响同一个地址内的多位二进制数据。因此使用受影响的地址数量作为判断依据更为简单和和准确。

2c)设计并制作测试中所需的PCB板。

设计并制作测试过程所需的PCB板，如图5所示，FPGA器件与测试器件分别独立设计在测试板和辐照板上，测试板的FPGA通过电缆线与辐照板上测试器件的信号及效应反馈信号SEU_flag、SET_flag连接；其中SEU_flag和SET_flag反馈信号通过SMA接口与上位机连接；测试板通过网线连接到上位机中，并接受上位机的控制。

步骤3：设计上位机软件接收SEE反馈信号。

利用Labview程序设计上位机软件——“坐标记录***”，该***主要实现对步骤1中反馈信号的识别与捕捉。首先，分别通过通道A、B捕捉步骤1中的反馈信号SEU_flag和SET_flag，当这两个信号的高电平被触发时，上位机软件能够识别到这两个信号。其次，上位机软件能够同步重离子微束移动平台的坐标信息，当反馈信号触发时，该***能够立刻记录此时重离子入射的坐标。

步骤4：利用激光微束对单粒子效应敏感区域粗略定位。

由于重离子微束机时昂贵，束流紧张，因此需要最大程度提高重离子束流的利用效率。在器件的版图内，并非所有的电路模块都对单粒子效应敏感，因此需要初步定位出芯片内的敏感区域。如背景中所述，激光微束虽然不能替代重离子微束进行单粒子效应测试，但可以通过光子能量触发单粒子效应，因此能够用来初步定位SEE敏感区域。此外，即便对于敏感区域，也并非需要全部测试。由于大规模集成电路版图中存在大量重复允余单元(尤其是存储器的存储阵列)，该步骤的目的是为了初步定位一些敏感单元。因此不需要对这些单元进行全部扫描，只需要对一部分具有全部特征的局部电路进行扫描即可。

4a)固定、连接PCB辐照板。

将整个测试***按照步骤2c)中的描述连接，并固定辐照PCB板到激光微束的控制平台上。

4b)移动控制平台位置，使显微镜聚焦在芯片版图表面。

打开激光微束控制平台上方的光学成像***，首先通过调整控制平台的X轴和Y轴位置，将被测器件移动到显微镜的视野中心，再调整控制平台的Z轴高度，将显微镜聚焦在存储器版图表面，最后选择具有明显特征的位置作为原点O以便于识别。

4c)激光微束扫描，粗略***件SEE敏感区域。

通过存储器测试***向存储器中写入数据AA55，选择步长为100μm、频率为40plus/s、波长为532nm、能量为4nj的激光微束对器件进行全芯片面积的扫描。在扫描的过程中，测试***反复读出存储器内数据，并与之前写入的数据AA55进行比较，如果数据发生了变化，那么认为该区域是SEE敏感区域。测试***记录并统计存储器内所有错误数据的详细信息(包括错误数据的数量、错误数据所在存储单元的地址和数量等)以及激光入射位置相对于原点O的坐标信息。

需要注意的是，针对本例中的存储器本步骤中选用的激光波长为532nm，通过试验发现选用波长为1064nm的激光无法从正面触发存储器单粒子效应，需要从背面辐照才能达到效果。

4d)将4c)中粗略定位的区域分为多个区域

经过步骤4c)之后，初步确定了存储器的单粒子效应敏感区域，本例中测试对象存储器的结果如图4(a)所示，器件单粒子效应敏感区域集中在版图中间的***电路区域，即图中黄色边框内。由于初步定位出的SEE敏感区域面积较大，为了便于利用重离子微束的测试，可将整个敏感区域划分成多个小区域C1/C2/C3……，如图4(b)所示。

步骤5：用重离子微束对器件单粒子效应敏感区域进一步定位。

5a)固定、连接PCB辐照板到重离子微束的控制平台上。

重复步骤4a)中的操作，不同的是该步骤将PCB辐照板固定到重离子微束的控制平台上。

5b)对器件聚焦，设置原点位置并输入扫描区域坐标

首先在重离子微束控制平台上重复步骤4b)，这里需要继续以步骤4b)中选择的位置O为原点，然后将步骤4d)中初步确定的多个SEE敏感区域坐标分别设置为扫描区域。

5c)设置重离子微束的束流参数与扫描参数

选择离子能量为473MeV的86Kr25+离子，它的LET值为37.6MeV/(mg/cm2)，在Si材料中的穿透深度为57.5μm。这个穿透深度足以让86Kr25+离子穿过存储器的金属布线层到达芯片敏感区域，并且37.6MeV/(mg/cm2)在存储器单粒子效应LET阈值以上，能够触发存储器的单粒子效应。

考虑单粒子效应辐照实验标准及芯片版图面积等因素，重离子微束的束斑面积大小设置为20×20μm2，扫描步长为20μm。重离子微束扫描速度为20μm/s，离子注量率为40ions/s，即重离子每秒扫描一个20×20μm2的区域，每个区域入射40个Kr离子。为了配合重离子微束的扫描速度，存储器测试***的测试频率设置为每秒执行两次读操作。这样可以在一束重离子微束入射的时间内，测试***从器件中读出两次数据，通过这两次数据的比较可以判断该重离子微束是否对存储器内的数据产生影响。

5d)重离子微束扫描，进一步***件SEE敏感区域。

先让测试***对存储器进行回读测试，然后打开重离子微束，从步骤3d)中选择的第一个区域开始进行扫描，重离子微束的X-Y控制平台按照步骤4c)中选择的步长和速度步进。当存储器中出现单粒子效应时，FPGA器件会自动分辨效应它是单粒子翻转效应还是单粒子瞬态效应，并通过反馈信号传递给坐标记录***，后者记录下此时重离子入射的坐标。第一个区域扫描结束后，开始继续扫描第二个区域，直到多个区域都完成扫描。如背景中所述，相对于步骤4d)中定位的SEE灵敏区域，本步骤的单粒子效应均是由重离子导致，精度更高、说服力更强。

步骤6：整理测试结果并作图

重离子微束的精准定位结束后，结合测试***记录的单粒子效应信息与坐标记录***记录的单粒子效应坐标位置，可以得到每个特定灵敏区域内的SEE敏感位置及敏感程度，如图7中的(a)图所示，为步骤3d)中第一个灵敏区域的单粒子效应位置示意图，Z轴为单粒子效应影响的存储单元数量，青色代表单粒子翻转效应，红色代表单粒子瞬态效应。

分别将两种SEE敏感位置与整个灵敏区域的版图对应之后，可以得到整个芯片中SEE的敏感位置，如图7中的(b)图所示，可以得到多个对单粒子效应敏感的电路区域。后续针对这些电路的设计进行分析，可以提出更有价值和针对性的加固手段。

图3是图2实施例对应的装置结构图。

如图3所示，一种存储器单粒子效应的测试装置，包括：

扫描模块03，用于利用权利要求1-4任一所述的测试***对所述存储器的单粒子效应敏感区域的所有子区域逐个进行周期性重离子微束扫描；

读取模块04，用于通过FPGA器件读取所述存储器中的全部数据，并将第i扫描周期中读出数据中的错误数据的数量记为N_i，i为大于等于1的自然数；

输出模块05，用于当N_i大于N_i-1时，所述FPGA器件的第一反馈线路输出第一反馈信号；

所述输出模块05还用于当N_i小于N_i-1时，所述FPGA器件的第二反馈线路输出第二反馈信号。

一些实施例中，上述装置还包括：

敏感区域确定模块01，用于利用激光扫描确定所述存储器的芯片版图表面的单粒子效应敏感区域；

子区域划分模块02，用于将所述单粒子效应敏感区域按纵横坐标平均划分为多个子区域。

显然，上述实施例仅仅是为清楚地说明所作的举例，而并非对实施方式的限定。对于所属领域的普通技术人员来说，在上述说明的基础上还可以做出其它不同形式的变化或变动。这里无需也无法对所有的实施方式予以穷举。而由此所引伸出的显而易见的变化或变动仍处于本申请创造的保护范围之中。

本领域内的技术人员应明白，本申请的实施例可提供为方法或计算机程序产品。因此，本申请可采用完全硬件实施例、完全软件实施例、或结合软件和硬件方面的实施例的形式。而且，本申请可采用在一个或多个其中包含有计算机可用程序代码的计算机可用保存介质(包括但不限于磁盘保存器、CD-ROM、光学保存器等)上实施的计算机程序产品的形式。

Claims (10)

1.一种存储器单粒子效应的测试***，包括：

辐照板，其上设置有存储器；

测试板，其上设置有FPGA器件，所述FPGA器件与所述存储器电连接，对所述存储器进行数据写入和/或数据读出；

发射装置，用于发射重离子微束；

控制平台，用于控制所述辐照板相对所述发射装置进行水平和/或上下位移；

其中，所述FPGA器件上设置有第一反馈线路和第二反馈线路，分别用于输出不同的单粒子效应反馈信号。

2.根据权利要求1所述的测试***，所述第一反馈线路用于输出翻转效应反馈信号，所述翻转效应反馈信号对应于所述FPGA器件从所述存储器中读取的错误数据的数量增多；所述第二反馈线路用于输出瞬态效应反馈信号，所述瞬态效应反馈信号对应于所述FPGA器件从所述存储器中读取的错误数据的数量减少。

3.根据权利要求1所述的测试***，所述FPGA器件连接有上位机。

4.根据权利要求3所述的测试***，所述上位机包括：

测试单元，用于指示所述FPGA器件对所述存储器进行数据写入和/或数据读出，并根据读出数据中的错误数据的数量变化输出不同的反馈信号；

坐标记录单元，用于接收所述反馈信号，并在接收到所述反馈信号时，读取所述辐照板相对所述发射装置的水平位置坐标。

5.一种存储器单粒子效应的测试方法，包括：

利用权利要求1-4任一所述的测试***对所述存储器的单粒子效应敏感区域中的子区域进行周期性重离子微束扫描；

第i扫描周期中，通过FPGA器件读取所述存储器中的全部数据，并将其中的错误数据的数量记为N_i，i为大于等于1的自然数；

当N_i大于N_i-1时，所述FPGA器件的第一反馈线路输出第一反馈信号；

当N_i小于N_i-1时，所述FPGA器件的第二反馈线路输出第二反馈信号。

6.根据权利要求5所述的方法，所述FPGA器件的第一、二反馈线路分别输出第一、二反馈信号之后，还包括：

当所述测试***中的所述测试板连接有上位机，且所述上位机接收到所述第一反馈信号或所述第二反馈信号时，所述上位机通过所述控制平台获取所述辐照板相对所述发射装置的第一水平位置坐标，并将所述第一水平位置坐标对应的第一子区域记为单粒子翻转效应发生区域；或

所述上位机通过所述控制平台获取所述辐照板相对所述发射装置的第二水平位置坐标，并将所述第二水平位置坐标对应的第二子区域记为单粒子瞬态效应发生区域。

7.根据权利要求6所述的方法，将所述第一或第二水平位置坐标对应的第一子区域或第二子区域记为单粒子翻转效应发生区域或单粒子瞬态效应发生区域之后，还包括：

所述上位机根据所述第一反馈信号获取所述第一水平位置坐标时，同时获取所述FPGA器件中所述错误数据的第一数量；

所述上位机根据所述第二反馈信号获取所述第二水平位置坐标时，同时获取所述FPGA器件中所述错误数据的第二数量；

将所述单粒子效应敏感区域作为XY平面；

将所述第一水平位置坐标对应的所述第一子区域渲染为第一颜色；

将所述第二水平位置坐标对应的所述第二子区域渲染为第二颜色；

将所述第一数量作为所述第一颜色对应的所述第一子区域的Z轴高度；

将所述第二数量作为所述第二颜色对应的所述第二子区域的Z轴高度；

根据所述第一子区域或所述第二子区域对应的颜色、水平位置和Z轴高度在所述XY平面上输出柱状图。

8.根据权利要求5所述的测试方法，利用权利要求1-4任一所述的测试***对所述存储器的单粒子效应敏感区域中的子区域进行周期性重离子微束扫描之前，还包括：

利用激光扫描确定所述存储器的芯片版图表面的单粒子效应敏感区域；

将所述单粒子效应敏感区域按XY坐标轴方向平均划分为多个子区域。

9.一种存储器单粒子效应的测试装置，包括：

扫描模块，用于利用权利要求1-4任一所述的测试***对所述存储器的单粒子效应敏感区域的所有子区域逐个进行周期性重离子微束扫描；

读取模块，用于通过FPGA器件读取所述存储器中的全部数据，并将第i扫描周期中读出数据中的错误数据的数量记为N_i，i为大于等于1的自然数；

输出模块，用于当N_i大于N_i-1时，所述FPGA器件的第一反馈线路输出第一反馈信号；

所述输出模块还用于当N_i小于N_i-1时，所述FPGA器件的第二反馈线路输出第二反馈信号。

10.一种存储器单粒子效应的测试装置，还包括：

敏感区域确定模块，用于利用激光扫描确定所述存储器的芯片版图表面的单粒子效应敏感区域；

子区域划分模块，用于将所述单粒子效应敏感区域按纵横坐标平均划分为多个子区域。

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