CN104808646A - 1-Wire总线测温电路DS18B20单粒子效应评估系统及方法 - Google Patents

1-Wire总线测温电路DS18B20单粒子效应评估系统及方法 Download PDF

Info

Publication number
CN104808646A
CN104808646A CN201510096899.6A CN201510096899A CN104808646A CN 104808646 A CN104808646 A CN 104808646A CN 201510096899 A CN201510096899 A CN 201510096899A CN 104808646 A CN104808646 A CN 104808646A
Authority
CN
China
Prior art keywords
bus
control panel
computing machine
wire
uart
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Granted
Application number
CN201510096899.6A
Other languages
English (en)
Other versions
CN104808646B (zh
Inventor
王贺
傅丹膺
宁永成
袁春柱
张松
王沫
匡潜玮
陈罗婧
丛山
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
China Academy of Space Technology CAST
Original Assignee
China Academy of Space Technology CAST
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by China Academy of Space Technology CAST filed Critical China Academy of Space Technology CAST
Priority to CN201510096899.6A priority Critical patent/CN104808646B/zh
Publication of CN104808646A publication Critical patent/CN104808646A/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN104808646B publication Critical patent/CN104808646B/zh
Expired - Fee Related legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Classifications

    • G—PHYSICS
    • G05—CONTROLLING; REGULATING
    • G05B—CONTROL OR REGULATING SYSTEMS IN GENERAL; FUNCTIONAL ELEMENTS OF SUCH SYSTEMS; MONITORING OR TESTING ARRANGEMENTS FOR SUCH SYSTEMS OR ELEMENTS
    • G05B23/00—Testing or monitoring of control systems or parts thereof
    • G05B23/02—Electric testing or monitoring
    • G05B23/0205—Electric testing or monitoring by means of a monitoring system capable of detecting and responding to faults
    • G05B23/0208—Electric testing or monitoring by means of a monitoring system capable of detecting and responding to faults characterized by the configuration of the monitoring system
    • G—PHYSICS
    • G05—CONTROLLING; REGULATING
    • G05B—CONTROL OR REGULATING SYSTEMS IN GENERAL; FUNCTIONAL ELEMENTS OF SUCH SYSTEMS; MONITORING OR TESTING ARRANGEMENTS FOR SUCH SYSTEMS OR ELEMENTS
    • G05B23/00—Testing or monitoring of control systems or parts thereof
    • G05B23/02—Electric testing or monitoring
    • G05B23/0205—Electric testing or monitoring by means of a monitoring system capable of detecting and responding to faults
    • G05B23/0259—Electric testing or monitoring by means of a monitoring system capable of detecting and responding to faults characterized by the response to fault detection
    • G05B23/0262—Confirmation of fault detection, e.g. extra checks to confirm that a failure has indeed occurred

Landscapes

  • Physics & Mathematics (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Automation & Control Theory (AREA)
  • Test And Diagnosis Of Digital Computers (AREA)

Abstract

一种1-Wire总线测温电路DS18B20单粒子效应检测系统，由计算机、程控电源、控制板、试验板及相关线缆组成，其中所述程控电源、控制板与试验板置于单粒子试验环境内，所述试验板安装在所述束流源近端；所述计算机置于所述单粒子试验环境外，分别通过USB总线与UART总线远程控制所述程控电源与所述控制板的工作。

Description

1-Wire总线测温电路DS18B20单粒子效应评估系统及方法
技术领域
本发明涉及一种检测系统及方法，尤其是一种1-Wire总线测温电路DS18B20单粒子效应检测系统及方法。
背景技术
    DS18B20是一种成熟的COTS单片测温电路，其测温精度高、范围广、功耗低，在地面工业测温领域有广泛应用，适合低成本短寿命卫星设计应用。
    相比热敏电阻（或二极管）配合ADC采样这一传统测温方式，使用DS18B20测温有以下优势：（1）在工作时只需一个上拉电阻，无其他外围元器件；（2）在3.0V~5.5V电源范围内均可正常工作，因而可与处理器共享电源，无需单独设计供电电路；（3）采用1-Wire总线接口，只需占用1路处理器IO，而采用ADC测温则至少需要2路IO（IIC总线）。
    DS18B20采用CMOS工艺制造，用于航天器单机设计前必须进行抗辐射能力评估，其中单粒子效应评估是一项重要内容，包括单粒子翻转和单粒子锁定两项试验。
发明内容
本发明的技术解决问题是：本发明提供了一种应用于DS18B20单粒子效应评估试验的检测系统与方法，用于DS18B20以及类似1-Wire器件的单粒子评估试验。
本发明的技术解决方案是：一种1-Wire总线测温电路DS18B20单粒子效应检测系统，其包括：计算机、程控电源、控制板、试验板及相关线缆组成，其中所述程控电源、控制板与试验板置于单粒子试验环境内，所述试验板安装在所述束流源近端；所述计算机置于所述单粒子试验环境外，分别通过USB总线与UART总线远程控制所述程控电源与所述控制板的工作；所述程控电源通过电源总线为所述控制板与所述试验板供电，同时监控所述试验板上DS18B20的工作电流，将实时电流通过USB总线反馈给所述计算机；所述控制板通过1-Wire总线实现对所述试验板上DS18B20的控制与通信，并将实验结果通过UART总线反馈给所述计算机。
一种1-Wire总线测温电路DS18B20单粒子效应检测方法，其包括如下步骤：
步骤1，系统安装，具体为：试验器件（DUT）预先开帽，安装于试验板上，置于束流源照射范围内，确保束流源产生的高能粒子能照至试验器件的芯片表面；
步骤2，系统上电，具体为：计算机通过USB总线控制程控电源为试验板、控制板上电，从而为安装在试验板上的试验器件的电源引脚加电；
步骤3，系统初始化，具体为：计算机通过UART总线控制控制板发送1-Wire指令进行初始化，实现对各个总线上从器件的检测，如果各个总线上无从器件，则反馈计算机，试验结束；如果各个总线上从器件存在，则进入下一步骤；
步骤4，跳过ROM匹配，具体为：计算机通过UART总线控制控制板发送1-Wire指令跳过ROM匹配，使后续指令不针对特定ID的试验器件；
步骤5，温度转换，具体为：计算机通过UART总线控制控制板发送1-Wire指令转换温度，当前温度值存于暂存器内；
步骤6，读暂存器，具体为：计算机通过UART总线控制控制板发送1-Wire指令读暂存器（SCRATCHPAD），并将每次读取的数据与前一次做对比，记录下发生翻转的Bit位的数量，存储在控制板的存储区内；
步骤7，开启束流源，使高能粒子照射至试验器件的芯片表面；
步骤8，判断是否累积至最大粒子注量，如果是，则记下暂存器最终发生翻转的总位数，试验结束；如果不是，则进入下一步骤；
步骤9，判断是否发生单粒子翻转，如果是，则更新翻转的总位数，返回步骤6；如果不是，则返回步骤6；
步骤10，开始执行步骤9的同时，判断是否发生单粒子锁定，程控电源检测DUT工作电流变化，如果发现电流突然增大至超过检测阈值，则判定试验器件发生单粒子锁定，记录此时试验器件的电流值与暂存器发生翻转的总位数，试验结束；否则，返回步骤6。
本发明与现有技术相比的有益效果是：
（1）目前国内尚没有可进行1-Wire总线测温电路DS18B20单粒子效应评估试验的系统及方法，本发明尚属首次；
（2）本发明所述的单粒子效应检测系统可同时进行单粒子翻转和单粒子锁定两项试验；
（3）本发明所述的单粒子效应检测系统基于SOPC技术来实现对1-Wire总线接口器件的数据通信与控制，可在单粒子试验中实现对多个DS18B20的异步检测与独立控制，从而缩短单粒子试验时间。
附图说明
图1为本发明的单粒子效应检测系统硬件结构图 ；
图2为本发明的控制板结构图；
图3为本发明的检测方法流程图。
具体实施方式
下面结合附图与实施例对本发明作进一步的说明。
如图1所示，一种1-Wire总线测温电路DS18B20单粒子效应检测系统，其包括：计算机、程控电源、控制板、试验板及相关线缆组成，其中所述程控电源、控制板与试验板置于单粒子试验环境内，所述试验板安装在所述束流源近端；所述计算机置于所述单粒子试验环境外，分别通过USB总线与UART总线远程控制所述程控电源与所述控制板的工作；所述程控电源通过电源总线为所述控制板与所述试验板供电，同时监控所述试验板上DS18B20的工作电流，将实时电流通过USB总线反馈给所述计算机；所述控制板通过1-Wire总线实现对所述试验板上DS18B20的控制与通信，并将实验结果通过UART总线反馈给所述计算机。
如图2所示，所述控制板包括：FPGA、电源管理电路、配置电路、时钟管理电路、复位电路、UART接口电路、UART插槽（Socket）、1-Wire插槽（Socket）。
其中，所述FPGA的内部逻辑包括用于通信的UART Core、用于1-Wire通信的SOPC Core以及主控制逻辑部分；所述电源管理电路为所述控制板上各部分模块供电；所述UART接口电路用于所述计算机与所述控制板的UART协议转换；所述配置电路、时钟管理电路以及复位电路用于所述FPGA的正常工作设置。
如图3所示，一种1-Wire总线测温电路DS18B20单粒子效应检测方法，其包括如下步骤：
步骤1，系统安装，具体为：试验器件（DUT）预先开帽，安装于试验板上，置于束流源照射范围内，确保束流源产生的高能粒子能照至试验器件的芯片表面；
步骤2，系统上电，具体为：计算机通过USB总线控制程控电源为试验板、控制板上电，从而为安装在试验板上的试验器件的电源引脚加电；
步骤3，系统初始化，具体为：计算机通过UART总线控制控制板发送1-Wire指令进行初始化，实现对各个总线上从器件的检测，如果各个总线上无从器件，则反馈计算机，试验结束；如果各个总线上从器件存在，则进入下一步骤；
步骤4，跳过ROM匹配，具体为：计算机通过UART总线控制控制板发送1-Wire指令跳过ROM匹配，使后续指令不针对特定ID的试验器件；
步骤5，温度转换，具体为：计算机通过UART总线控制控制板发送1-Wire指令转换温度，当前温度值存于暂存器内；
步骤6，读暂存器，具体为：计算机通过UART总线控制控制板发送1-Wire指令读暂存器（SCRATCHPAD），并将每次读取的数据与前一次做对比，记录下发生翻转的Bit位的数量，存储在控制板的存储区内；
步骤7，开启束流源，使高能粒子照射至试验器件的芯片表面；
步骤8，判断是否累积至最大粒子注量，如果是，则记下暂存器最终发生翻转的总位数，试验结束；如果不是，则进入下一步骤；
步骤9，判断是否发生单粒子翻转，如果是，则更新翻转的总位数，返回步骤6；如果不是，则返回步骤6；
步骤10，开始执行步骤9的同时，判断是否发生单粒子锁定，程控电源检测DUT工作电流变化，如果发现电流突然增大至超过检测阈值，则判定试验器件发生单粒子锁定，记录此时试验器件的电流值与暂存器发生翻转的总位数，试验结束；否则，返回步骤6。
以上所述实施方式仅表达了本发明的一种实施方式，但并不能因此而理解为对本发明范围的限制。应当指出，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本发明的保护范围。

Claims (7)

1.一种1-Wire总线测温电路DS18B20单粒子效应检测系统，其特征在于：由计算机、程控电源、控制板、试验板及相关线缆组成，其中所述程控电源、控制板与试验板置于单粒子试验环境内，所述试验板安装在所述束流源近端；所述计算机置于所述单粒子试验环境外，分别通过USB总线与UART总线远程控制所述程控电源与所述控制板的工作；所述程控电源通过电源总线为所述控制板与所述试验板供电，同时监控所述试验板上DS18B20的工作电流，将实时电流通过USB总线反馈给所述计算机；所述控制板通过1-Wire总线实现对所述试验板上DS18B20的控制与通信，并将实验结果通过UART总线反馈给所述计算机。
2.根据权利要求1所述的1-Wire总线测温电路DS18B20单粒子效应检测系统，其特征在于：所述控制板包括：FPGA、电源管理电路、配置电路、时钟管理电路、复位电路、UART接口电路、UART插槽、1-Wire插槽。
3.根据权利要求2所述的1-Wire总线测温电路DS18B20单粒子效应检测系统，其特征在于：所述FPGA的内部逻辑包括用于通信的UART Core、用于1-Wire通信的SOPC Core以及主控制逻辑部分。
4.根据权利要求2所述的1-Wire总线测温电路DS18B20单粒子效应检测系统，其特征在于：所述电源管理电路为所述控制板上各部分模块供电。
5.根据权利要求2所述的1-Wire总线测温电路DS18B20单粒子效应检测系统，其特征在于：所述UART接口电路用于所述计算机与所述控制板的UART协议转换。
6.根据权利要求2所述的1-Wire总线测温电路DS18B20单粒子效应检测系统，其特征在于：所述配置电路、时钟管理电路以及复位电路用于所述FPGA的正常工作设置。
7.一种使用权利要求1-6任意一项所述的检测系统进行的1-Wire总线测温电路DS18B20单粒子效应检测方法，其特征在于包括如下步骤：
步骤1，系统安装，具体为：试验器件（DUT）预先开帽，安装于试验板上，置于束流源照射范围内，确保束流源产生的高能粒子能照至试验器件的芯片表面；
步骤2，系统上电，具体为：计算机通过USB总线控制程控电源为试验板、控制板上电，从而为安装在试验板上的试验器件的电源引脚加电；
步骤3，系统初始化，具体为：计算机通过UART总线控制控制板发送1-Wire指令进行初始化，实现对各个总线上从器件的检测，如果各个总线上无从器件，则反馈计算机，试验结束；如果各个总线上从器件存在，则进入下一步骤；
步骤4，跳过ROM匹配，具体为：计算机通过UART总线控制控制板发送1-Wire指令跳过ROM匹配，使后续指令不针对特定ID的试验器件；
步骤5，温度转换，具体为：计算机通过UART总线控制控制板发送1-Wire指令转换温度，当前温度值存于暂存器内；
步骤6，读暂存器，具体为：计算机通过UART总线控制控制板发送1-Wire指令读暂存器（SCRATCHPAD），并将每次读取的数据与前一次做对比，记录下发生翻转的Bit位的数量，存储在控制板的存储区内；
步骤7，开启束流源，使高能粒子照射至试验器件的芯片表面；
步骤8，判断是否累积至最大粒子注量，如果是，则记下暂存器最终发生翻转的总位数，试验结束；如果不是，则进入下一步骤；
步骤9，判断是否发生单粒子翻转，如果是，则更新翻转的总位数，返回步骤6；如果不是，则返回步骤6；
步骤10，开始执行步骤9的同时，判断是否发生单粒子锁定，程控电源检测DUT工作电流变化，如果发现电流突然增大至超过检测阈值，则判定试验器件发生单粒子锁定，记录此时试验器件的电流值与暂存器发生翻转的总位数，试验结束；否则，返回步骤6。
CN201510096899.6A 2015-03-05 2015-03-05 1‑Wire总线测温电路DS18B20单粒子效应评估系统及方法 Expired - Fee Related CN104808646B (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201510096899.6A CN104808646B (zh) 2015-03-05 2015-03-05 1‑Wire总线测温电路DS18B20单粒子效应评估系统及方法

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201510096899.6A CN104808646B (zh) 2015-03-05 2015-03-05 1‑Wire总线测温电路DS18B20单粒子效应评估系统及方法

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN104808646A true CN104808646A (zh) 2015-07-29
CN104808646B CN104808646B (zh) 2017-06-23

Family

ID=53693565

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN201510096899.6A Expired - Fee Related CN104808646B (zh) 2015-03-05 2015-03-05 1‑Wire总线测温电路DS18B20单粒子效应评估系统及方法

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN104808646B (zh)

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN111025110A (zh) * 2019-11-22 2020-04-17 中国空间技术研究院 一种碳化硅器件单粒子效应的检测系统及方法
CN114759637A (zh) * 2022-04-28 2022-07-15 长光卫星技术股份有限公司 适应可扩展微纳卫星平台的总线式的配电架构

Citations (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN1601423A (zh) * 2004-09-14 2005-03-30 中国科学院安徽光学精密机械研究所 多点智能温控方法及温控多通道光辐射标准探测器
CN101887088A (zh) * 2009-05-14 2010-11-17 北京圣涛平试验工程技术研究院有限责任公司 一种卫星用器件单粒子效应指标的评估方法和系统
CN102183723A (zh) * 2010-12-31 2011-09-14 北京时代民芯科技有限公司 一种1553b接口电路单粒子效应检测装置
CN102520260A (zh) * 2011-12-30 2012-06-27 中国科学院微电子研究所 单粒子瞬态电流脉冲检测方法
CN102539982A (zh) * 2012-03-06 2012-07-04 中国电子科技集团公司第四十三研究所 Dc/dc变换器单粒子效应试验自动化测试系统及测试方法
CN202929165U (zh) * 2012-08-17 2013-05-08 中国电子科技集团公司第五十八研究所 集成电路的抗辐照检测系统
US20130135098A1 (en) * 2011-11-30 2013-05-30 At&T Intellectual Property I, L.P. Method and System for Detecting an Airborne Trigger

Patent Citations (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN1601423A (zh) * 2004-09-14 2005-03-30 中国科学院安徽光学精密机械研究所 多点智能温控方法及温控多通道光辐射标准探测器
CN101887088A (zh) * 2009-05-14 2010-11-17 北京圣涛平试验工程技术研究院有限责任公司 一种卫星用器件单粒子效应指标的评估方法和系统
CN102183723A (zh) * 2010-12-31 2011-09-14 北京时代民芯科技有限公司 一种1553b接口电路单粒子效应检测装置
US20130135098A1 (en) * 2011-11-30 2013-05-30 At&T Intellectual Property I, L.P. Method and System for Detecting an Airborne Trigger
CN102520260A (zh) * 2011-12-30 2012-06-27 中国科学院微电子研究所 单粒子瞬态电流脉冲检测方法
CN102539982A (zh) * 2012-03-06 2012-07-04 中国电子科技集团公司第四十三研究所 Dc/dc变换器单粒子效应试验自动化测试系统及测试方法
CN202929165U (zh) * 2012-08-17 2013-05-08 中国电子科技集团公司第五十八研究所 集成电路的抗辐照检测系统

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
薛玉雄 等: "空间单粒子锁定效应研究", 《核技术》 *

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN111025110A (zh) * 2019-11-22 2020-04-17 中国空间技术研究院 一种碳化硅器件单粒子效应的检测系统及方法
CN114759637A (zh) * 2022-04-28 2022-07-15 长光卫星技术股份有限公司 适应可扩展微纳卫星平台的总线式的配电架构

Also Published As

Publication number Publication date
CN104808646B (zh) 2017-06-23

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN102662903B (zh) 一种通过cpld或fpga实现pcie设备热插拔的方法
CN204203971U (zh) 一种可信计算系统
CN102880235B (zh) 基于龙芯2f cpu的单板计算机及其复位管理和使用方法
Hayashikoshi et al. Normally-off MCU architecture for low-power sensor node
US10528109B2 (en) System and method for determining power loads
CN104808646A (zh) 1-Wire总线测温电路DS18B20单粒子效应评估系统及方法
US8775691B1 (en) Detecting firmware version for an input/output adapter
CN205157695U (zh) 基于低功耗定值可调故障电流传感器
CN106774809A (zh) 一种硬盘功耗的测试系统
CN106940544B (zh) 基于dsp和cpld的机载总线通信控制方法
CN110069367B (zh) 电源转用电路
CN204556135U (zh) 一种基于cc2530的无线测温系统
CN104217767A (zh) 一种非易失性存储器测试装置及其测试方法
CN210666782U (zh) 用于电能表管理芯片验证的系统及装置
Vaddina et al. Experimental energy profiling of energy-critical embedded applications
CN203012061U (zh) 一种用于多路直流电路的自动切换装置
CN208076629U (zh) 一种用于变电站变压器的不间断检测保护系统
CN106325940A (zh) 一种flash存储器分段智能启动模块
CN201886376U (zh) 一种时序控制模块
CN203824663U (zh) 基于ZigBee的XLPE电力电缆绝缘温度监测装置
CN104753581A (zh) 一种卫星系统级抗辐照系统及方法
CN205247195U (zh) 一种风挡及皮托管加温控制组件测试台
CN105203891B (zh) 一种手执式智能化探测仪表及使用方法
CN104460933B (zh) 一种用于数字电源控制的保护电路
CN203732960U (zh) 一种可灵活配置的传感器适配架构

Legal Events

Date Code Title Description
C06 Publication
PB01 Publication
EXSB Decision made by sipo to initiate substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
GR01 Patent grant
GR01 Patent grant
CF01 Termination of patent right due to non-payment of annual fee

Granted publication date: 20170623

Termination date: 20180305

CF01 Termination of patent right due to non-payment of annual fee