CN106940422B - 一种辐射效应通用测试系统及测试方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种辐射效应通用测试系统及测试方法。该系统包括控制器、多个仪器模块以及PXIe机箱；所述多个仪器模块包括高速数字IO、任意波形发生器、高速模拟采集卡、高精模拟采集卡、矩阵开关、精密电流电压源；该系统的方法主要包括以下步骤：1)封装所有仪器模块底层驱动命令，形成仪器模块操作；2)拆分仪器模块操作流程；3)根据仪器模块操作流程创建操作列表；4)添加仪器模块操作；5)创建测试任务；6)形成测试任务列表；7)根据测试任务列表执行被测目标物的测试。本发明不仅能实现多种数字、模拟、数模混合半导体器件辐射效应测试的通用，并且测试精度、速度都明显提高。

Description

一种辐射效应通用测试系统及测试方法

技术领域

本发明属于辐射效应研究领域及测试测量领域，具体涉及一种辐射效应通用测试系统及测试方法。

背景技术

宇航用电子器件工作在带电粒子构成的辐射环境中，面临着辐射效应的严重威胁，辐射效应已经成为航天器可靠性问题的主要来源之一。空间辐射环境中的高能质子、重离子、中子，α粒子等都能导致半导体电子器件产生辐射效应，主要包括总剂量效应、单粒子翻转效应、单粒子瞬态效应、单粒子闭锁效应。受到辐射效应的影响半导体器件会产生参数性能的退化或器件失效的现象，严重影响卫星电子系统寿命及可靠性。因此对半导体器件抗辐照性能评估和半导体器件辐射效应失效行为和机理的研究非常重要，这就需要能有相应的测试系统进行各种器件的辐射效应测试。

受到辐射效应影响最明显的主要有存储器、可编程逻辑阵列(FPGA)、中央处理器(CPU)等数字集成电路器件，数模转换器(DAC)、模数转换器(ADC)等数模混合器件和运放、单晶体管等模拟器件。

目前的辐射效应测试系统，数字电路测试的主流方式是研发人员以单片机或FPGA为核心自行设计。参见专利申请号201510142211.3，名称为“一种存储器单粒子翻转效应的检测系统及方法”；专利申请号201210593075.6，名称为“一种辐射效应测试方法、装置及系统”；专利申请号201410854882.8，名称为“一种CCD探测器辐射效应试验装置”。这种测试系统通常包括测试电路的硬件设计，PCB设计与硬件调试，上位机软件开发。

但是这种类型的测试系统开发过程耗时耗力，并且针对性非常强，只能针对某一特定类型器件测试。而辐射效应研究对象包括的电子器件种类繁多，研究人员需要反复进行测试系统开发。针对这种现象专利申请号201610240286.X，名称为“一种模块化数字集成电路辐射效应在线测试系统及测试方法”开发了一套具备一定通用性的测试系统，但是这种测试系统一方面测试速度慢，无法实现高速和大规模器件测试；另外一方面只能进行纯数字电路的测试，对于辐射效应中研究频繁的数模混合和纯模拟器件无能为力。

对于数模混合和模拟器件的辐射效应测试目前主要使用专门的半导体测试设备，这类设备价格昂贵，针对性非常强，只能针对某一类器件的测试。并且设备通常规模较大，不宜移动，而研究人员需要带着设备到国内不同城市的加速器，辐射源或反应堆等环境去开展实验，大型设备有明显的局限性。

根据上述介绍，总结出来针对现有辐射效应测试系统，主要存在以下

三个方面技术缺陷：

1.通用性不够，现有测试系统高度针对性，导致研究人员反复面临测试系统开发难题。

2.研究人员自行研制数字电路测试系统普遍存在精度和时钟速度难以提升。

3.模拟或数模混合测试采用的半导体专业测试平台价格昂贵且难以满足便携性要求。

发明内容

为了解决背景技术中所述技术问题，本发明提供了一种能实现数字、模拟、数模混合等各种半导体器件均能够通用的，并且测试精度、速度都明显提高的辐射效应通用测试系统及测试方法。

本发明的具体技术方案是：

本发明提供了一种辐射效应通用测试系统包括控制器、多个仪器模块以及PXIe机箱；所述多个仪器模块包括高速数字IO、任意波形发生器、高速模拟采集卡、高精模拟采集卡、矩阵开关、精密电流电压源

控制器和多个仪器模块装在PXIe机箱内；PXIe机箱提供连接端口；

控制器用于编辑生成仪器模块操作列表、建立测试任务列表、控制和调度仪器模块实现仪器的操作完成测试流程；

高速数字IO在控制器控制下进行数字信号时序输出，用于给被测目标物提供数字信号激励以及输出数字信号的采集；

任意波形发生器在控制器控制下提供双通道单端或差分模拟信号输出，给被测目标物提供模拟信号激励；

高精模拟采集卡在控制器控制下进行高精度电压测量；

高速模拟采集卡在控制器控制下进行模拟波形记录；

矩阵开关在控制器控制下进行信号连接切换；

精密电流电压源负责在控制器控制下给芯片提供高精度参考电压和芯片供电。

该测试系统具备在线测试和离线测试两种工作模式；在线测试时远程计算机置于工作间，通过网口连接对控制器进行远程控制；非在线测试时(移位测试)不需要远程计算机，直接将显示器、鼠标、键盘等外设连接到控制器上使用；

上述控制器还包括单粒子瞬态测试模块；单粒子瞬态测试模块针对激光微束平台环境单粒子瞬态效应实验添加了实时脉冲特征提取，脉冲二次筛选，趋势分析功能。

上述控制器还包括信号定时监测模块；测试电路电源线路串入电流采样电阻后，可将功耗电流转换成电压信号，并通过高精模拟采集卡监测。信号定时监测模块用于控制高精模拟采集卡实现功耗电流定时监测。

上述控制器还包括数据处理插件接口用于加载自定义数据处理插件，针对不同的测试可以开发不同的数据处理插件实现测试数据的实时处理。

上述控制器内嵌脉冲信号源，用于发射同步触发信号实现多个硬件模块工作的精确同步控制。

本发明还提出一种基于该系统的测试方法，包括以下步骤：

1)封装所有仪器模块底层驱动命令，形成仪器模块操作；

数字IO的仪器操作包括数字IO的配置类操作、数字IO的数据流操作以及数字IO的IO类操作；

数字IO的配置类操作包括通道分配、数字IO的时钟配置、数字IO的触发配置以及信号路由配置；数字IO的数据流操作包括向量文件下载、命令脚本下载以及数据读取；数字IO的IO类操作包括数字IO的IO执行、等待结束以及发送软件触发；

任意波形发生器的仪器操作包括任意波形发生器的配置类操作、任意波形发生器的数据流操作以及任意波形发生器的IO类操作；

任意波形发生器的配置类操作包括任意波形发生器的时钟配置、任意波形发生器的触发配置；任意波形发生器的数据流操作包括波形文件下载、命令脚本下载；任意波形发生器的IO类操作包括任意波形发生器的IO执行；

高速模拟采集卡的仪器操作包括高速模拟采集卡的配置类操作、高速模拟采集卡的数据流操作、高速模拟采集卡的IO类操作；

高速模拟采集卡的配置类操作为配置高速模拟采集卡所有参数；高速模拟采集卡的数据流操作为读取高速模拟采集卡采集的波形数据；高速模拟采集卡的IO类操作包括高速模拟采集卡的波形采样以及等待完成；

高精模拟采集卡的仪器操作包括高精模拟采集卡的配置类操作、高精模拟采集卡的数据流操作、高精模拟采集卡的IO类操作；

高精模拟采集卡的配置类操作为配置高精模拟采集卡所有参数；高精模拟采集卡的数据流操作为读取高精模拟采集卡采集的波形数据；高精模拟采集卡的IO类操作包括高精模拟采集卡的波形采样、电压测量以及等待结束；

精密电流电压源、矩阵开关以及控制器的仪器操作为精密电流电压源的IO类操作、矩阵开关的IO类操作以及控制器的IO类操作；

精密电流电压源的IO类操作为根据参数配置不同进行精确的电压或电流输出；

矩阵开关的IO类操作为开关切换；

控制器的IO类操作为脉冲输出；

2)拆分仪器模块操作流程；

针对所要测试的目标物，参照测试系统各仪器模块所支持的仪器模块

操作将需要进行的被测物的测试流程按照顺序拆分成仪器模块操作流程；

3)根据仪器模块操作流程创建操作列表；

4)选中待操作的仪器模块及其操作，输入相应配置参数，依次向操作列表中添加仪器模块操作，将仪器模块所有操作按照先后顺序添加至操作列表后构成了一个完整的仪器模块操作流程；

5)创建测试任务；

将步骤4)中仪器模块操作流程打包并设置其循环次数，建立测试任务；

6)重复步骤3)至步骤5)，建立被测目标物的所有测试任务，形成测试任务列表；

7)根据测试任务列表执行被测目标物的测试。

本发明的有益效果是：

1.本发明针对背景技术中总结的国内现有辐射效应测试系统三方面技术缺点，通过采用PXIe机箱将多个仪器模块进行集成，研制了一种高性能、便携性、通用于数字器件、模拟器件、数模混合器件测试的辐射效应通用测试系统。

2.本发明的测试方法，将仪器模块与被测目标物连接后，所有测试的实现都由包括IO口操作、配置操作、数据流操作三类基本的仪器操作为基本单元按照一定顺序执行完成。任何一种器件的测试流程都可以细分成一系列这样的仪器操作按照一定顺序的排列，按此顺序依次执行各个步骤的仪器操作即可完成器件的测试，实现了多种半导体器件在一个系统上的通用测试。

3.本发明为模拟信号输出器件的单粒子瞬态效应设计的单粒子瞬态测试模块，专门针对激光微束平台环境单粒子瞬态效应实验添加了实时脉冲特征提取，脉冲二次筛选，趋势分析等功能。使得科研人员在实验过程中更有目的性的进行实验开展，简化了实验后的数据分析处理，极大的提高了科研人员实验效率。

4.本发明为功耗电流监测设计的信号定时监测模块，为辐射效应测试时芯片的功耗电流提供了便捷和高精度的定时监测功能。

附图说明

图1本发明的系统框图；

图2本发明测试方法的流程图；

图3单粒子瞬态捕捉模块软件界面；

图4 DAC总剂量效应测试硬件互连原理图；

图5 DAC总剂量效应测试流程图；

图6 DAC总剂量效应测试仪器模块操作流程图；

图7 DAC总剂量效应测试操作列表编辑过程软件界面截图；

图8 DAC总剂量效应测试测试任务创建过程软件界面截图；

图9 DAC7621总剂量效应测试零剂量点测试的转移特性曲线图；

图10 DAC7621总剂量效应测试零剂量点测试的DNL曲线图；

图11 DAC7621总剂量效应测试零剂量点测试的INL曲线图；

图12 DAC7621总剂量效应测试不同累计剂量下转移特性曲线图；

图13 DAC单粒子瞬态测试硬件互连原理图；

图14 DAC单粒子瞬态测试仪器模块操作流程图；

图15 DAC7621芯片某位置在不同能量激光脉冲轰击下所产生的瞬态脉冲波形图。

具体实施方式

以下结合附图对本发明做详细说明。

测试系统架构

测试系统硬件模块根据具体速度、精度、和通道数等各方面指标需求进行选型，为实现数字、模拟、数模混合器件的测试，必须同时具备数字信号输出和采集、模拟信号输出和采集、精密电源等资源，另外添加开关资源进行通道拓展。

如附图1，本发明所提供辐射效应通用测试系统硬件包括远程计算机、控制器、400MHz高速数字IO、1.25GS/s任意波形发生器、4GS/s高速模拟采集卡、16Bit高精模拟采集卡、4×64路矩阵开关、16Bit精密电流电压源等仪器模块和PXIe机箱；

控制器上承担以下功能：

A.编辑生成仪器操作列表，建立测试任务列表；

B.控制和调度其他硬件模块按照仪器操作列表顺序实现仪器的操作，完成测试流程；

C.处理并保存测试系统采集的原始数据。

在线测试时远程计算机置于工作间，通过网口连接对控制器进行远程控制。整套PXIe测试系统在辐照间施加屏蔽，通过线缆连接到辐照板上。非在线测试时(移位测试)不需要远程计算机，直接将显示器、鼠标、键盘等连接到控制器上。

数字IO负责在控制器控制下进行数字信号时序输出，给被测目标物提供数字信号激励，并采集芯片输出的数字信号；任意波形发生器负责在控制器控制下提供双通道单端或差分模拟波形输出，给被测目标物提供模拟信号激励；高精模拟采集卡负责在控制器控制下进行高精度电压测量；高速模拟采集卡负责在控制器控制下进行模拟波形记录；矩阵开关负责在控制器控制下进行信号连接切换；精密电流电压源负责在控制器控制下负责给芯片提供高精度参考电压和芯片供电；另外控制器内嵌脉冲信号源，可作为同步触发信号源；所有硬件模块插入PXIe机箱中，机箱提供所有模块的总线连接和散热环境。

测试方法中所有测试的实现都由一系列基本的仪器操作为基本单元按照一定顺序执行完成。任何一种器件的测试流程都可以细分成一系列这样的仪器操作按照一定顺序的排列，按此顺序依次执行各个步骤的仪器操作即可完成器件的测试。这些基本的仪器操作包括：IO口操作、配置操作、数据流操作；

1)IO操作：IO操作对应于电子器件测试的信号激励和输出信号采集，包括采样操作、输出操作、输出状态切换操作、采集状态切换操作；

2)配置操作；

各个仪器模块开始工作之前的一系列参数配置，包括功能模式配置、时钟与延迟配置、触发配置、信号路由配置、输出参数配置、采集参数配置。

3)数据流操作；

待输出波形和向量文件下载到仪器内存操作(将波形和向量文件从计算机下载到仪器板载内存)、信号采集仪器数据读取操作(将信号采集仪器采集并缓存在板载内存中数据读回计算机供软件处理)；

区别于传统的以具体某项测试应用为对象的软件设计方法，本软件设计以仪器操作为对象，不针对具体测试应用。传统的以具体某项测试为对象而设计的软件将仪器操作步骤(测试流程)和数据处理固化在软件之中，用户不可修改，系统集成后只能完成其所针对的特定测试应用。对于非预定测试应用即使硬件模块具备相应的功能，由于软件功能的限制无法支持和实现，导致软件设计对硬件功能的限制。

本发明所提供辐射效应通用测试系统软件以本发明中提出的基于仪器操作的测试方法为理论基础，通过将仪器驱动函数封装成一系列最基本的仪器操作函数，通过与LabVIEW状态机相结合实现测试的仪器操作流程的任意灵活配置。软件在界面上提供用户根据器件测试流程进行仪器操作列表的编辑，编辑完成后软件根据操作列表依次调度和控制各个仪器模块相互配合实现器件测试。

通过仪器操作流程和数据处理插件相结合实现测试流程和数据处理可配置，实现硬件功能范围内所有测试应用的通用，消除软件设计对硬件功能的限制，实现硬件功能的最大化发挥。

测试方法为整个测试系统实现通用性的核心，以LabVIEW软件为开发环境，LabVIEW软件通过不同测试仪器操作流程和数据处理自定义两个方面实现测试系统通用性。

如图2，该方法的具体步骤如下：

1)封装所有仪器模块底层驱动命令，形成仪器模块操作；

数字IO的仪器操作包括数字IO的配置类操作、数字IO的数据流操作以及数字IO的IO类操作；

数字IO的配置类操作包括通道分配、数字IO的时钟配置、数字IO的触发配置以及信号路由配置；数字IO的数据流操作包括向量文件下载、命令脚本下载以及数据读取；数字IO的IO类操作包括数字IO的IO执行、等待结束以及发送软件触发；

任意波形发生器的仪器操作包括任意波形发生器的配置类操作、任意波形发生器的数据流操作以及任意波形发生器的IO类操作；

任意波形发生器的配置类操作包括任意波形发生器的时钟配置、任意波形发生器的触发配置；任意波形发生器的数据流操作包括波形文件下载、命令脚本下载；任意波形发生器的IO类操作包括任意波形发生器的IO执行；

高速模拟采集卡的仪器操作包括高速模拟采集卡的配置类操作、高速模拟采集卡的数据流操作、高速模拟采集卡的IO类操作；

高速模拟采集卡的配置类操作为配置高速模拟采集卡所有参数；高速模拟采集卡的数据流操作为读取高速模拟采集卡采集的波形数据；高速模拟采集卡的IO类操作包括高速模拟采集卡的波形采样以及等待完成；

高精模拟采集卡的仪器操作包括高精模拟采集卡的配置类操作、高精模拟采集卡的数据流操作、高精模拟采集卡的IO类操作；

高精模拟采集卡的配置类操作为配置高精模拟采集卡所有参数；高精模拟采集卡的数据流操作为读取高精模拟采集卡采集的波形数据；高精模拟采集卡的IO类操作包括高精模拟采集卡的波形采样、电压测量以及等待结束；

精密电流电压源、矩阵开关以及控制器的仪器操作为精密电流电压源的IO类操作、矩阵开关的IO类操作以及控制器的IO类操作；

精密电流电压源的IO类操作为根据参数配置不同进行精确的电压或电流输出；

矩阵开关的IO类操作为开关切换；

控制器的IO类操作为脉冲输出；

将各个仪器模块底层驱动函数封装成相对应的仪器操作函数，每个仪器操作函数实现一个仪器模块的某一个基本操作。根据具体型号仪器模块支持的功能，仪器操作函数会有差异。封装基本原则是每一个仪器操作函数只实现一个最基本操作，封装层次过高将会导致灵活性不够。

本发明所提供辐射效应通用测试系统仪器操作函数如下表：

表1

所有封装的仪器操作函数接口一致，并置于LabVEIW状态机模型中，(循环结构中嵌套条件结构，条件结构每一个分支放置一个仪器操作函数)构成软件的测试执行核心程序，这样的设计使得程序可以根据操作列表来具体决定每一步仪器模块操作的执行。

步骤2)拆分仪器模块操作流程；

针对所要测试的目标物，参照测试系统各仪器模块所支持的仪器模块操作将需要进行的被测物的测试流程按照顺序拆分成仪器模块操作流程；数字输入输出、模拟输入输出、开关、电源等资源齐全，并且可将所有仪器操作按照任意流程排列，即按任意顺序调度各个资源配合实现任意的测试流程，因此测试系统可以实现各种不同器件辐射效应测试的通用性。

步骤3)根据仪器模块操作流程创建操作列表；

步骤4)选中待操作的仪器模块依次向操作列表中添加仪器模块操作，将仪器模块所有操作按照先后顺序添加至操作列表后构成了一个完整的仪器模块操作流程；

步骤5)创建测试任务；

将步骤4)中仪器模块操作流程打包并设置其循环次数，建立测试任务；

步骤6)重复步骤3)至步骤5)，建立被测目标物的所有测试任务，形成测试任务列表；

步骤7)根据测试任务列表执行被测目标物的测试。

针对有些测试数据量大，数据处理复杂，不同测试数据处理算法不兼容，本测试系统采用独立并行线程进行数据的实时处理和保存，数据处理线程核心通过动态调用数据处理插件进行数据计算。根据插件接口标准，针对不同测试开发相应的插件便于实现不同测试数据实时处理。这种方式也便于实现数据处理与保存的某些自定义要求。系统默认插件只进行原始数据保存。

针对多数辐射效应实验均需要执行的功耗电流监测，测试系统软件设计信号定时监测模块，作为高精模拟采集卡的一个高层次仪器操作，用于控制高精模拟采集卡进行电压信号定时监测。测试电路电源线路串入电流采样电阻后，用此功能实现功耗电流定时监测。

另外针对模拟信号输出器件单粒子瞬态效应测试，测试系统软件设计单粒子瞬态测试模块，作为高速模拟采集卡的一个高层次仪器操作。单粒子瞬态测试模块执行过程中以子程序形式弹出测试界面如图3所示。针对激光微束平台环境单粒子瞬态效应实验对不同激光能量点、不同轰击位置所产生瞬态脉冲的规律分析需求和数据量大的特点，通过软件算法在测试模块中加入实时脉冲特征提取，脉冲二次筛选，趋势分析功能。便于科研人员判断芯片敏感程度和敏感位置，更有目的的进行实验开展，极大的提高了实验效率和减小后续数据处理工作量。

本测试系统目前主要针对的测试项目为：

存储器测试：单粒子翻转效应测试

单管测试：三极管放大系数测试，三极管总剂量效应测试，三极管与二极管的单粒子瞬态效应测试

运算放大器：总剂量效应测试，单粒子瞬态效应测试。

数模转换器：总剂量效应测试，单粒子瞬态效应测试

模数转换器：总剂量效应测试

现根据DAC总剂量效应测试和单粒子瞬态效应测试为例对该测试系统与测试方法做进一步说明

实例一：DAC7621静态参数总剂量效应测试

测试目标：测量DAC的转移特性曲线并通过计算分析得到偏移误差Vos、增益误差Eg、微分非线性DNL、积分非线性INL、满量程输出FSR等参数。测试过程硬件互连如图4所示：

测试方法：DAC静态参数测试通过测试转移特性曲线完成。转移特性曲线通过测量部分或所有数字码值输入对应的模拟输出而得到，测试流程如图5所示。

步骤一、拆分测试流程

参照测试系统各仪器模块所支持的仪器模块操作(详见表1)，将图5测试流程拆分，得到图6操作流程。

步骤二、向操作列表中添加仪器操作

如图7为软件操作列表视图，在右边窗口选择操作的目标仪器模块和所执行的具体操作，输入相应的配置参数，点击添加按钮向左边的操作列表中添加仪器操作。图7中操作列表内容为DAC7621测试的第一个测试任务的操作流程。

步骤三、创建测试任务

如图8为任务列表视图，步骤二添加完成所有所需操作后，在左边操作列表右键菜单中新建任务并设置循环次数，创建的测试任务将显示在右边的任务列表中。由于操作流程中测试前的配置操作只执行一次，将其打包成测试任务一，循环设置1次；码值扫描部分操作重复执行，将其打包成测试任务二，循环设置4096次。图8右边任务列表内容为根据图6仪器模块操作流程建立的两个测试任务。

步骤四、根据测试任务列表执行测试

在图8中点击开始按钮，执行器件的测试。图9至图11为DAC7621非辐照情况下测试结果：包括转移特性曲线(b)DNL(k)曲线(c)INL(k)曲线；图12为不同累积剂量下所测DAC7621转移特性曲线。

实例二、DAC7621激光微束平台单粒子瞬态效应测试

1.测试目标

测试DAC在一稳定输出电平情况下，芯片不同位置在激光脉冲轰击下捕捉输出端产生的瞬态脉冲并分析脉冲特性与规律。测试过程硬件互连如图13所示。

2.测试方法：单粒子瞬态效应测试通过对器件加电并输入固定码值使得输出端维持在一个固定的模拟电平。置于辐射粒子轰击的环境中，用示波器或高速数据采集设备监测输出端模拟信号上产生的瞬态脉冲。激光微束平台由于脉冲能量和轰击位置可以方便精确的改变，需要能进行对应于多个能量点或多个轰击位置的多次脉冲的特征对比和趋势分析。

步骤一、拆分测试流程

参照测试系统各仪器模块所支持的仪器模块操作(详见表1)，将DAC单粒子瞬态测试流程拆分，得到图14所示操作流程。

步骤二、向操作列表中添加仪器操作

参照实例一步骤二，向操作列表中添加仪器模块操作。

步骤三、创建测试任务

参照实例一步骤三，将操作列表打包，并将循环设置为1，创建测试任务。

步骤四、根据测试任务列表执行测试

在图8所示任务列表视图中点击开始按钮，执行器件的测试。测试系统在执行瞬态捕捉操作时，会弹出图3所示的瞬态捕捉模块界面。

在此界面左边输入用于控制高速模拟采集卡采样的参数，包括偏移、采样率、采样点数、触发模式、触发沿、触发位置、触发电平、数据格式、超时毫秒；

输入用于控制瞬态脉冲过滤筛选的参数，包括幅值阈值、脉宽阈值、过滤模式(幅值优先)、脉冲极性；

输入用于控制波形文件保存的参数，参数包括Task、FileDescription。点击update按钮更新配置。点击Start按钮，测试系统将进入瞬态脉冲监测状态。图中上方波形图为捕捉到的瞬态脉冲，软件对脉冲幅值和脉冲宽度特征进行提取并根据设定的参数进行脉冲筛选，通过筛选的脉冲的脉宽和幅值信息作为x、y坐标显示在下方波形图窗口中。多次捕捉的脉冲其幅值脉宽信息将一直记录在下方波形图中，直到在波形图右键菜单中点击清空命令可清空缓存数据。图3为即为DAC7621在激光微束平台上开展单粒子瞬态效应测试的界面截图，上面窗口为捕捉到的瞬态脉冲，下面窗口中所显示的一系列数据点为DAC7621芯片某位置在不同能量脉冲轰击下所产生的脉冲的幅值vs脉宽信息记录，相应数据点的完整脉冲波形图绘制在图15中。

Claims (6)

1.一种辐射效应通用测试方法，其特征在于：采用的通用测试系统包括控制器、多个仪器模块以及PXIe机箱；所述多个仪器模块包括高速数字IO、任意波形发生器、高速模拟采集卡、高精模拟采集卡、矩阵开关、精密电流电压源；

控制器和多个仪器模块装在PXIe机箱内；PXIe机箱提供连接端口；

控制器用于编辑生成仪器模块操作列表、建立测试任务列表、控制和调度仪器模块实现仪器的操作完成测试流程；

高速数字IO在控制器控制下进行数字信号时序输出，用于给被测目标物提供数字信号激励以及输出数字信号的采集；

任意波形发生器在控制器控制下提供双通道模拟信号输出，给被测目标物提供模拟信号激励；

高精模拟采集卡在控制器控制下进行高精度电压测量；

高速模拟采集卡在控制器控制下进行模拟波形记录；

矩阵开关在控制器控制下进行信号连接切换；

精密电流电压源负责在控制器控制下给芯片提供高精度参考电压和芯片供电；

所述测试方法的具体实现步骤如下：

1)封装所有仪器模块底层驱动命令，形成仪器模块操作；

所述数字IO的仪器操作包括数字IO的配置类操作、数字IO的数据流操作以及数字IO的IO类操作；

数字IO的配置类操作包括通道分配、数字IO的时钟配置、数字IO的触发配置以及信号路由配置；数字IO的数据流操作包括向量文件下载、命令脚本下载以及数据读取；数字IO的IO类操作包括数字IO的IO执行、等待结束以及发送软件触发；

任意波形发生器的仪器操作包括任意波形发生器的配置类操作、任意波形发生器的数据流操作以及任意波形发生器的IO类操作；

任意波形发生器的配置类操作包括任意波形发生器的时钟配置、任意波形发生器的触发配置；任意波形发生器的数据流操作包括波形文件下载、命令脚本下载；任意波形发生器的IO类操作包括任意波形发生器的IO执行；

高速模拟采集卡的仪器操作包括高速模拟采集卡的配置类操作、高速模拟采集卡的数据流操作、高速模拟采集卡的IO类操作；

高速模拟采集卡的配置类操作为配置高速模拟采集卡所有参数；高速模拟采集卡的数据流操作为读取高速模拟采集卡采集的波形数据；高速模拟采集卡的IO类操作包括高速模拟采集卡的波形采样以及等待完成；

高精模拟采集卡的仪器操作包括高精模拟采集卡的配置类操作、高精模拟采集卡的数据流操作、高精模拟采集卡的IO类操作；

高精模拟采集卡的配置类操作为配置高精模拟采集卡所有参数；高精模拟采集卡的数据流操作为读取高精模拟采集卡采集的波形数据；高精模拟采集卡的IO类操作包括高精模拟采集卡的波形采样、电压测量以及等待结束；

精密电流电压源、矩阵开关以及控制器的仪器操作为精密电流电压源的IO类操作、矩阵开关的IO类操作以及控制器的IO类操作；

精密电流电压源的IO类操作为根据参数配置不同进行精确的电压或电流输出；

矩阵开关的IO类操作为开关切换；

控制器的IO类操作为脉冲输出；

2)拆分仪器模块操作流程；

针对所要测试的目标物，参照测试系统各仪器模块所支持的仪器模块操作将需要进行的被测物的测试流程按照顺序拆分成仪器模块操作流程；

3)根据仪器模块操作流程创建操作列表；

4)选中待操作的仪器模块依次向操作列表中添加仪器模块操作，将仪器模块所有操作按照先后顺序添加至操作列表后构成了一个完整的仪器模块操作流程；

5)创建测试任务；

将步骤3)中仪器模块操作流程打包并设置其循环次数，建立测试任务；

6)重复步骤3)至步骤5)，建立被测目标物的所有测试任务，形成测试任务列表；

7)根据测试任务列表执行被测目标物的测试。

2.根据权利要求1所述的辐射效应通用测试方法，其特征在于：所述通用测试系统还包括远程计算机，远程计算机通过网口连接对控制器进行远程控制。

3.根据权利要求2所述的辐射效应通用测试方法，其特征在于：所述控制器还包括数据处理插件接口用于加载数据处理插件实现数据实时处理。

4.根据权利要求3所述的辐射效应通用测试方法，其特征在于：所述控制器还包括单粒子瞬态测试模块；单粒子瞬态测试模块针对激光微束平台环境单粒子瞬态效应实验添加了实时脉冲特征提取，脉冲二次筛选，趋势分析功能。

5.根据权利要求4所述的辐射效应通用测试方法，其特征在于：所述控制器还包括信号定时监测模块，用于控制高精模拟采集卡进行电压信号定时监测。

6.根据权利要求5所述的辐射效应通用测试方法，其特征在于：所述控制器内嵌脉冲信号源，用于发射同步触发信号实现多个硬件模块工作的精确同步控制。