CN101145118A - Sparc处理器单粒子效应检测装置与检测方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种SPARC处理器单粒子效应检测装置与检测方法，检测装置包括测试电路板、高速数据采集控制单元、主控计算机、双路电源供电系统，测试电路板，主控计算机通过双线程控制可以实现单粒子闩锁与其他单粒子效应的同时监测，测试电路板上可柔性配置被测处理器和监控处理器进行自测或双处理器辅助测试，该装置的硬件结构能够满足对SPARC处理器各种单粒子效应现象的测试，该检测方法实现了对各种单粒子效应的区别性测试，解决在地面模拟辐射环境中测量SPARC处理器单粒子效应的问题。

Description

SPARC处理器单粒子效应检测装置与检测方法

技术领域

本发明涉及一种SPARC处理器单粒子效应的检测装置与方法，是一种主要用于实验方法评价处理器的单粒子效应的敏感程度，可为航天、军事、民用提供微处理器抗单粒子能力的评价测量方法。

背景技术

用于卫星等航天系统的微电子或光电子器件必须工作在极端危险的辐射环境下，来自于宇宙空间、太阳和地球俘获带的高能粒子会撞击器件上的敏感节点，引起永久性损伤或瞬时的事件，单个高能粒子撞击器件产生电离电荷的轨迹相关的现象通常被称之为单粒子效应(英文为：Single-event effects；缩写为：SEE)这会引起器件性能或状态的暂时或永久性改变，对器件工作的安全性、可靠性影响很大。随着半导体工艺技术的发展，器件的规模随着特征尺寸的缩小而急剧增加，器件的单粒子效应已不仅限于来自空间辐射的影响，地面大气以下的中子，集成电路封装材料内部的微量放射性物质释放出的a粒子也会造成器件出现单粒子效应。特别是采用亚微米、超深亚微米的大规模微处理器电路由于工作电压和电路节点电容都随尺寸降低，同时工作频率却大幅提高，造成集成电路对单粒子效应的敏感度越发显著。成为器件辐射效应中最重要的影响模式之一，是需要优先考虑解决的的问题。因此，建立测试单粒子效应的方法成为了解和评价集成电路单粒子敏感性的首要任务。

但是，单粒子效应在复杂的大规模集成电路中的效应现象是与目标电路的结构、功能复杂度密切相关的。对不同类型的电路，测量方法具有特殊性。微处理器是一类典型结构和功能复杂的电路，其效应主要为存贮单元(存贮器、寄存器和锁存器)上出现的状态翻转(英文简称为：SEU，)和CMOS电路寄生结构出现的单粒子闩锁(Single-event latch-up，英文简称为：SEL)。

其中SEU现象有两种，从1→0或从0→1的翻转，当SEU出现在指令或地址寄存器时，会引起CPU程序跑飞、挂起“hang up”等异常模式，此时的CPU最普遍的症状是不响应外部中断，这种现象称为处理器中的单粒子功能中断(英文简称为：SEFI)；对于存贮单元上的SEU，还有软故障和硬错误的区别，软故障就指可以通过重写恢复状态的SEU，从软错误的性质上，又细分为稳定的单粒子翻转和瞬时的扰动(英文简称为：SED)两种；硬错误(英文简称为：SHE)是指发生单粒子效应时，出现翻转的节点晶体管受到硬损伤，端点电位受到单粒子电离路径影响而“钉”在一固定电平上，或高电平或低电平，这一现象称为“粘位错误(Stuck at bit error)”，当出现“粘位错误”时，存贮单元不能通过重写操作改变状态。除了存贮单元外，在微处理器电路中有大量组合时序逻辑电路，其中的单粒子瞬时脉冲，会传播到与之相联的触发器或寄存器单元上，当与时钟边沿同步时，就会引起电路状态翻转发生，这类故障尤其受电路时钟频率的影响，故障率随频率而增大，是微处理器逻辑运算单元中的重要单粒子效应。此外，对于用CMOS体硅工艺制造的处理器电路，单粒子闩锁效应也是重要的效应之一。在单粒子效应测试时，必须时实时对试验的处理器供电电流进行监测，当电流出现异常时，要求测试装置能够快速反应，对试验电路进行断电保护和自动上电复位。

从上述分析可知，处理器的单粒子效应现象种类多，测试复杂，要想获得电路整体的效应情况，需要分别从各功能模块单粒子翻转情况研究入手，针对电路中的存贮单元，逻辑运算单元，时钟，定时器以及中断等分别采用特定的测量方法进行测量；对于整个电路运用典型的训练程序进行练习，以考察整个微处理器在典型应用程序下的单粒子效应。

SPARC处理器是一类开放的多级流水精简指令集(RISC)的结构化中央处理器单元，是欧空局在星上使用的一种主要处理器。国外对SPARC处理器的单粒子效应测试有一些概括性的描述，如“分别进行处理器典型寄存器功能测试和有关应用程序的测试，应用程序的测试主要完成实际应用过程的测试，测试程序相对较短；选择应用程序测试法主要目的是考核处理器各部件单粒子敏感度与实际程序的相关性等”，对测试程序、测试系统硬件没有做细致的介绍。特别是从国外公布的处理器单粒子测试数据来分析，我们发现不同的研究机构对于不同的处理器单粒子试验发布出来的测试方式和数据分类都不尽相同，但共同点都是根据所测试处理器的结构、功能特点，对处理器各功能模块以及综合性能受单粒子作用的影响全面地进行测试。

具查新结果，专利申请号96111451.7，专利名称单粒子效应引起CPU寄存器位翻转的测试方法及装置，申请人中国科学院近代物理研究所，该专利中对电路内部的寄存器翻转进行了测试方法描述，采用的是先赋值再读取对比的方式。测试方法单一，测试程序必须在试验前就写入监控处理器的程序存贮器中，硬件装置对测试软件的适应性较差，不能进行在线测试软件的更新和重装载，试验装置硬件的组合缺乏柔性(即硬件结构的不同配置)。专利申请号200410083647.1，申请人中国科学院空间科学与应用研究中心，专利名称“一种检测微处理器抗单粒子事件能力的探测器及方法”是针对星上飞行单粒子试验装置的发明专利，主要完成在典型应用程序下单粒子故障的获取，没有对处理器各功能模块的单粒子进行测试的方法，在硬件构成上由于是上星产品，组成固定，也不具备灵活可配置的能力。

发明内容

本发明的技术解决问题是：克服现有技术的不足，提供一种星用SPARC处理器单粒子效应的测试装置与检测方法，该装置通过双线程控制实现单粒子闩锁与其他单粒子效应的同时监测，并可实现在线测试或训练程序的下载，避免了反复开关真空环境的操作，该检测方法实现了对各种单粒子效应的区别性测试，解决在地面模拟辐射环境中测量SPARC处理器单粒子效应的问题。

本发明的技术解决方案是：SPARC处理器单粒子效应检测装置包括测试电路板、高速数据采集控制单元、主控计算机、双路电源供电系统，测试电路板上设置电流控制器、被测处理器、被测处理器数据存储器、被测处理器程序存储器；双路电源供电系统给被测处理器单独供电，电流控制器安放在被测处理器和双路电源供电系统之间，主控计算机采用双线程同时控制测试电路板：主控计算机接收高速数据采集控制单元从被测处理器中采集的电流信号，根据电流大小发生单粒子闩锁时，主控计算机通过高速数据采集控制单元发送指令控制电流控制器实施断电保护和自动上电启动动作；主控计算机通过串口线与被测处理器直接相连，被测处理器通过串口线从主控计算机中下载训练或测试程序，并将训练或测试程序存放在被测处理器程序存储器中，测试过程中被测处理器从被测处理器程序存储器读取程序指令，并将程序处理中间结果暂存到被测处理器数据存储器中供后续使用，程序处理结束后，被测处理器将程序处理结果直接通过串口线发送给主控计算机，主控计算机将接收的结果去除发生单粒子闩锁时刻的数据进行保存并比较处理后显示。

所述的测试电路板上还设置监控处理器、监控处理器数据存储器、监控处理器程序存储器、双口RAM，双路电源供电系统给监控处理器和双口RAM单独供电，被测处理器将程序处理结果按照测试程序预先设定的阶段实时存放在双口RAM中，双口RAM将程序处理结果存放情况发送给监控处理器，监控处理器从监控处理器程序存储器中读取监控程序指令，监控处理器从双口RAM中读取数据，并将读取的数据与预先存储的预期结果进行比较，将比较结果通过串口线发送给主控计算机，由主控计算机对接收的结果进行显示。

所述的测试电路板上还设置监控处理器、监控处理器数据存储器、监控处理器程序存储器，双路电源供电系统给监控处理器和双口RAM单独供电，被测处理器和监控处理器分别从被测处理器程序存储器、监控处理器程序存储器中读取相同的训练程序并执行，执行过程中，按照程序中预先设定的阶段将运行的中间结果通过各自的串口线发送到主控计算机，由主控计算机进行比较判断处理并显示。

SPARC处理器单粒子效应检测方法，其特征在于包括下列步骤：

(1)对检测装置进行初始化；

(2)对被测处理器开始测试，在预定注量或预定辐照时间内判断被测处理器测试或训练程序是否正常运行，若测试或训练程序出现异常或程序执行过程中出现“跑飞”或“挂起”现象，表明被测处理器发生单粒子功能中断，记录单粒子功能中断次数，检测装置进行软、硬件复位操作，复位成功后继续执行测试或训练程序，复位失败终止测试；若测试或训练程序执行过程中被测处理器电流超过额定电流，表明被测处理器发生单粒子闩锁，记录闩锁次数和闩锁电流的变化情况，检测装置进行解锁，解锁成功继续执行测试或训练程序，解锁失败终止测试；若测试或训练程序执行过程被测处理器出现单粒子软错误，即非致命错误，记录错误类型，测试或训练程序继续执行。

所述的初始化过程为：首先，根据测试内容判断被测处理器是否需要配置测试或训练程序，若需要配置测试或训练程序，则在线将监控处理器测试或训练程序和被测处理器测试程序通过串口线分别发送给监控处理器和被测处理器，由监控处理器和被测处理器将接收的测试程序存储到各自的程序存储器中；然后设置或输入测试参数，若被测处理器不需要配置测试或训练程序，直接设置或输入测试参数；最后，检测装置进行通信检查，若检测装置通信检查未通过，对检测装置重新进行初始化，直至检测装置通信检查通过。

所述的测试内容包括存储单元单粒子敏感性检测、逻辑运算单元单粒子敏感性检测、锁相环PLL单粒子敏感性检测、定时器单粒子敏感性检测及中断的单粒子敏感性检测。

所述的存储单元单粒子敏感性检测实现过程为：

(1)在预定注量或预定辐照时间判断被测处理器测试程序是否正常运行，若测试或训练程序出现异常，表明被测处理器存储单元发生单粒子功能中断，记录中断次数，检测装置进行软、硬件复位操作，复位成功后继续执行测试或训练程序，复位失败终止测试，否则转步骤(2)；

(2)读取存储单元数据，并将读取的存储单元数据与预置结果比较，若比较结果相同，从步骤(1)开始循环执行，若比较结果不同，则再取存储单元数据，并再次与预置结果比较，若比较结果相同，表明被测处理器存储单元发生瞬时扰动，上报“瞬时扰动”类型，从步骤(1)循环执行，若第二次比较的结果不同，则重新设置该存储单元，设置成功则表明被测处理器存储单元发生单粒子翻转，上报“单粒子翻转”类型，从步骤(1)开始循环执行，若重新设置存储单元失败，表明被测处理器存储单元发生粘位错误，上报“粘位错误”类型，转步骤(1)循环执行。

本发明与现有技术相比有益效果为：

(1)本发明测试装置由于采用双线程控制与现有技术测试装置单一测量线程相比，对测试方法的适应性强，能够实现单粒子闩锁与其他单粒子效应的同时监测，避免已往技术中单一测量线程无法在诊断单粒子翻转等效应的同时，处理单粒子闩锁效应。

(2)本发明装置可在线下载更改训练、测试和监控程序，调试方便，特别适宜于在重粒子加速器辐照现场实验，避免了反复开关真空环境的操作。

(3)本发明装置根据测试要求可柔性配置硬件，即可采用双处理器辅助测量模式又可采用单个被测处理器自测模式。

(4)本发明由于采用高速数据采集控制单元采集电流信号，电流控制器中的继电器选用灵敏、高速的，所以具有电流预警和控制能力，实现了对电路单粒子闩锁效应的有效保护。

(5)本发明测试方法能够实现对处理器各模块，如存贮单元、逻辑运算单元、锁相环(PLL)、定时器(Timer)及中断的单粒子敏感性检测，能够完成对多种单粒子效应的检测任务。

(6)本发明主控计算机人机交互测试软件界面全面显示辐照环境信息，被测处理器电流动态变化信息，高数据采集单元的采样信息，被测处理器测试软件运行状态(和heartbeat)，监控处理器运行状态，被测处理器模块的单粒子效应信息，每轮次实验时间信息。信息直观，实时。测控界面还具备实验控制功能，在界面设置了测试控制按钮，控制每轮次实验的开始和结束，并具有实验数据保存功能。

附图说明

图1为本发明单处理器自测模式框图；

图2为本发明电流控制器原理图；

图3为本发明双处理器辅助测试系统原理框图；

图4为本发明方法流程图；

图5为本发明方法中检测装置测量处理器各种单粒子效应的处理流程图；

图6为本发明测试方法中存储单元单粒子敏感性检测流程图。

具体实施方式

如图1所示，为本发明单处理器自测模式框图；包括测试电路板1、高速数据采集控制单元2、主控计算机3、双路电源供电系统4，测试电路板1上设置电流控制器插口或插座、被测处理器插口或插座、被测处理器数据存储器插口或插座、被测处理器程序存储器插口或插座，用来对应插入电流控制器12、被测处理器13、被测处理器数据存储器14、被测处理器程序存储器15；双路电源供电系统4为一个经过电压调整的双路电压源，双路电源供电系统4给被测处理器13单独供电，电流控制器12安放在被测处理器13和双路电源供电系统4之间，主控计算机3采用双线程同时控制测试电路板1：主控计算机3接收高速数据采集控制单元2从被测处理器13中采集的电流信号，根据电流大小发生单粒子闩锁时，主控计算机3通过高速数据采集控制单元2发送指令控制电流控制器12实施断电保护或自动上电启动动作，主控计算机3与高速数据采集控制单元2之间通过USB口连接；被测处理器13将训练或测量程序存放在被测处理器程序存储器15中，测试过程中被测处理器13从被测处理器程序存储器15读取程序指令，并将程序处理中间结果暂存到被测处理器数据存储器14中供后续使用，程序处理结束后，被测处理器13将程序处理结果直接通过串口线发送给主控计算机3，主控计算机3将接收的结果除去发生单粒子闩锁时刻的数据后保存并比较处理显示。

电流控制器12由高速灵敏固体继电器和控制信号缓冲驱动电路组成，目前这类数采控制单较多，只要能实现本发明的目的都可以使用，本发明采用的是NI即美国国家仪器公司的一种型号6009产品，其原理如图2所示。

高速数据采集控制单元2采用的是NI即美国国家仪器公司的一种型号6009产品，目前这类数采控制单元较多，只要能实现本发明的目的都可以使用。

如图3所示，为本发明的双处理器辅助测量模式框图；SPARC处理器单粒子效应检测装置，包括测试电路板1、高速数据采集控制单元2、主控计算机3、双路电源供电系统4，测试电路板1上设置双口RAM插口或插座、电流控制器插口或插座、被测处理器插口或插座、被测数据存储器插口或插座、被测程序存储器插口或插座、监控处理器插口或插座、监控数据存储器插口或插座、监控程序存储器插口或插座，分别用来对应接入双口RAM11、电流控制器12、被测处理器13、被测数据存储器14、被测程序存储器15、监控处理器16、监控数据存储器17、监控程序存储器18；双路电源供电系统4分别给监控处理器1 6和被测处理器13供电，电流控制器12安放在被测处理器13和双路电源供电系统4之间，双路电源供电系统4的供电电流由高速数据采集控制单元2从供电通路的取样电阻上采集得到，并通过USB上传至主控计算机3，主控计算机3实时监测被测处理器电流的大小，当发生闩锁时，主控计算机3记录并保存闩锁电流的电流瞬变数据，并通过高速数据采集控制单元2发送指令控制电流控制器12实施断电保护和自动上电启动动作，为保护被测处理器13不受锁定时大电流的损伤，自动断电操作能够在小于0.1毫秒的时间间隔内完成，自动断电操作时间由高速数据采集控制单元2的采样周期和主控计算机3监控程序循环运行时间、以及电流控制器12中执行的高速灵敏继电器的响应时间三者之和保证。考虑到电路上电解锁不一定一次性成功，系统将自动进行三次不同时间间隔的重复上电动作，如果电路仍然没有解锁，则等待人工干预上电解锁。主控计算机3通过串口线分别与被测处理器13与监测处理器16连接，被测处理器13将训练或测量程序存放在被测处理器程序存储器15中，测试过程中被测处理器13从被测处理器程序存储器15读取程序指令，将程序处理结果暂存到被测处理器数据存储器14中供后续使用，并将程序处理结果按照预先设定的阶段实时存放在双口RAM11中，双口RAM11将程序处理结果存放情况发送给监控处理器16，监控处理器16的工作方式有两种，一种为：监控处理器16从监控处理器程序存储器18中读取监控程序指令，监控处理器16从双口RAM11中读取数据，然后将读取的数据与预先存储的预期结果进行比较，将比较结果通过串口线发送给主控计算机3，由主控计算机3对接收的结果进行显示。另一种为：监控处理器16和被测处理器13运行相同的训练或测试程序，分别按程序预先设定的阶段将运行中间结果通过各自的串口线发送给主控计算机3，由主控计算机3进行比较处理和记录显示。

如图4、图5所示，本发明处理各种单粒子效应的方法流程图，具体实现步骤如下：

(1)对检测装置进行初始化；

初始化过程为：首先，根据测试内容判断被测处理器是否需要配置测试或训练程序，若需要配置测试或训练程序，则在线将监控处理器测试或训练程序和被测处理器测试程序通过串口线分别发送给监控处理器和被测处理器，由监控处理器和被测处理器将接收的测试程序存储到各自的程序存储器中；然后设置或输入测试参数，若被测处理器不需要配置测试或训练程序，直接设置或输入测试参数；最后，检测装置进行通信检查，若检测装置通信检查未通过，对检测装置重新进行初始化，直至检测装置通信检查通过。

(2)对被测处理器开始测试，在预定注量或预定辐照时间内判断被测处理器测试或训练程序是否正常运行，若测试或训练程序出现异常或程序执行过程中出现“跑飞”或“挂起”现象，表明被测处理器发生单粒子功能中断，记录单粒子功能中断次数，检测装置进行软、硬件复位操作，复位成功后继续执行测试或训练程序，复位失败终止测试；若测试或训练程序执行过程中被测处理器电流超过额定电流，表明被测处理器发生单粒子闩锁，记录闩锁次数和闩锁电流的变化情况，检测装置进行解锁，解锁成功继续执行测试或训练程序，解锁失败终止测试；若测试或训练程序执行过程被测处理器出现单粒子软错误，即非致命错误，记录错误类型，测试或训练程序继续执行。

上面所述的测试内容包括存储单元单粒子敏感性检测、逻辑运算单元单粒子敏感性检测、锁相环PLL单粒子敏感性检测、定时器单粒子敏感性检测及中断的单粒子敏感性检测。存储单元包括：高速缓存Cache、tag和寄存器文件，逻辑单元包括：整数单元、浮点单元，典型应用程序也有多种，如考虑指令覆盖的和考虑功能覆盖的等。

对中断的训练主要采用中断一应答的通信方式，中断发起方激发被发起方的中断并等待对方应答，完成一次中断训练过程。

例如：被测处理器提供lNTO中断，用于实现同监控处理器的通信，通知监控处理器在双口RAM获得数据。监控处理器提供lNTO中断，接受和应答被测处理器的请求。

被测处理器的定时器使能，用于监测被测处理器的运行状态，当程序运行出现异常时，激发定时器中断，通知监控处理器被测处理器出现的异常状态，并复位被测处理器。

锁相环PLL的监测通过对锁相环PLL的输出信号采用示波器进行直接观测。

由于单粒子效应随测试或训练程序而不同，为最终得到电路总的单粒子敏感性指标，在考虑各模块工作的占空周期基础上，对各模块的故障率可以进行加权求和得到。

其中存储单元单粒子敏感性检测流程如图6所示，具体步骤为：

(1)在预定注量或预定辐照时间判断被测处理器测试程序是否正常运行，若测试或训练程序出现异常，表明被测处理器存储单元发生单粒子功能中断，记录中断次数，检测装置进行软、硬件复位操作，复位成功后继续执行测试或训练程序，复位失败终止测试，否则转步骤(2)；

(2)读取存储单元数据，并将读取的存储单元数据与预置结果比较，若比较结果相同，从步骤(1)开始循环执行，若比较结果不同，则再取存储单元数据，并再次与预置结果比较，若比较结果相同，表明被测处理器存储单元发生瞬时扰动，上报“瞬时扰动”类型，从步骤(1)循环执行，若第二次比较的结果不同，则重新设置该存储单元，设置成功则表明被测处理器存储单元发生单粒子翻转，上报“单粒子翻转”类型，从步骤(1)开始循环执行，若重新设置存储单元失败，表明被测处理器存储单元发生粘位错误，上报“粘位错误”类型，转步骤(1)循环执行。

本发明未公开技术属本领域技术人员公知常识。

Claims (7)

1.SPARC处理器单粒子效应检测装置，其特征在于：包括测试电路板(1)、高速数据采集控制单元(2)、主控计算机(3)、双路电源供电系统(4)，测试电路板(1)上设置电流控制器(12)、被测处理器(13)、被测处理器数据存储器(14)、被测处理器程序存储器(15)；双路电源供电系统(4)给被测处理器(13)单独供电，电流控制器(12)安放在被测处理器(13)和双路电源供电系统(4)之间，主控计算机(3)采用双线程同时控制测试电路板(1)：主控计算机(3)接收高速数据采集控制单元(2)从被测处理器(13)中采集的电流信号，根据电流大小发生单粒子闩锁时，主控计算机(3)通过高速数据采集控制单元(2)发送指令控制电流控制器(12)实施断电保护和自动上电启动动作；主控计算机(3)通过串口线与被测处理器(13)直接相连，被测处理器(13)通过串口线从主控计算机(3)中下载训练或测试程序，并将训练或测试程序存放在被测处理器程序存储器(15)中，测试过程中被测处理器(13)从被测处理器程序存储器(15)读取程序指令，并将程序处理中间结果暂存到被测处理器数据存储器(14)中供后续使用，程序处理结束后，被测处理器(13)将程序处理结果直接通过串口线发送给主控计算机(3)，主控计算机(3)将接收的结果去除发生单粒子闩锁时刻的数据进行保存并比较处理后显示。

2.根据权利要求1所述的SPARC处理器单粒子效应检测装置，其特征在于：所述的测试电路板(1)上还设置监控处理器(16)、监控处理器数据存储器(17)、监控处理器程序存储器(18)、双口RAM(11)，双路电源供电系统(4)给监控处理器(16)和双口RAM单独供电，被测处理器(13)将程序处理结果按照测试程序预先设定的阶段实时存放在双口RAM(11)中，双口RAM(11)将程序处理结果存放情况发送给监控处理器(16)，监控处理器(16)从监控处理器程序存储器(18)中读取监控程序指令，监控处理器(16)从双口RAM(11)中读取数据，并将读取的数据与预先存储的预期结果进行比较，将比较结果通过串口线发送给主控计算机(3)，由主控计算机(3)对接收的结果进行显示。

3.根据权利要求1或2所述的SPARC处理器单粒子效应检测装置，其特征在于：所述的测试电路板(1)上还设置监控处理器(16)、监控处理器数据存储器(17)、监控处理器程序存储器(18)，双路电源供电系统(4)给监控处理器(16)和双口RAM(11)单独供电，被测处理器(13)和监控处理器(16)分别从被测处理器程序存储器(15)、监控处理器程序存储器(18)中读取相同的训练程序并执行，执行过程中，按照程序中预先设定的阶段将运行的中间结果通过各自的串口线发送到主控计算机(3)，由主控计算机(3)进行比较判断处理并显示。

4.SPARC处理器单粒子效应检测方法，其特征在于包括下列步骤：

(1)对检测装置进行初始化；

(2)对被测处理器开始测试，在预定注量或预定辐照时间内判断被测处理器测试或训练程序是否正常运行，若测试或训练程序出现异常或程序执行过程中出现“跑飞”或“挂起”现象，表明被测处理器发生单粒子功能中断，记录单粒子功能中断次数，检测装置进行软、硬件复位操作，复位成功后继续执行测试或训练程序，复位失败终止测试；若测试或训练程序执行过程中被测处理器电流超过额定电流，表明被测处理器发生单粒子闩锁，记录闩锁次数和闩锁电流的变化情况，检测装置进行解锁，解锁成功继续执行测试或训练程序，解锁失败终止测试；若测试或训练程序执行过程被测处理器出现单粒子软错误，即非致命错误，记录错误类型，测试或训练程序继续执行。

5.根据权利要求4所述的SPARC处理器单粒子效应检测方法，其特征在于：所述的初始化过程为：

首先，根据测试内容判断被测处理器是否需要配置测试或训练程序，若需要配置测试或训练程序，则在线将监控处理器测试或训练程序和被测处理器测试程序通过串口线分别发送给监控处理器和被测处理器，由监控处理器和被测处理器将接收的测试程序存储到各自的程序存储器中；然后设置或输入测试参数，若被测处理器不需要配置测试或训练程序，直接设置或输入测试参数；最后，检测装置进行通信检查，若检测装置通信检查未通过，对检测装置重新进行初始化，直至检测装置通信检查通过。

6.根据权利要求5所述的SPARC处理器单粒子效应检测方法，其特征在于：所述的测试内容包括存储单元单粒子敏感性检测、逻辑运算单元单粒子敏感性检测、锁相环PLL单粒子敏感性检测、定时器单粒子敏感性检测及中断的单粒子敏感性检测。

7.根据权利要求6所述的SPARC处理器单粒子效应检测方法，其特征在于：所述的存储单元单粒子敏感性检测实现过程为：

(1)在预定注量或预定辐照时间判断被测处理器测试程序是否正常运行，若测试或训练程序出现异常，表明被测处理器存储单元发生单粒子功能中断，记录中断次数，检测装置进行软、硬件复位操作，复位成功后继续执行测试或训练程序，复位失败终止测试，否则转步骤(2)；

(2)读取存储单元数据，并将读取的存储单元数据与预置结果比较，若比较结果相同，从步骤(1)开始循环执行，若比较结果不同，则再取存储单元数据，并再次与预置结果比较，若比较结果相同，表明被测处理器存储单元发生瞬时扰动，上报“瞬时扰动”类型，从步骤(1)循环执行，若第二次比较的结果不同，则重新设置该存储单元，设置成功则表明被测处理器存储单元发生单粒子翻转，上报“单粒子翻转”类型，从步骤(1)开始循环执行，若重新设置存储单元失败，表明被测处理器存储单元发生粘位错误，上报“粘位错误”类型，转步骤(1)循环执行。

Images