CN107918097B - 一种实现可变let值的系统功能中断截面自适应拟合方法 - Google Patents

一种实现可变let值的系统功能中断截面自适应拟合方法 Download PDF

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Abstract

一种实现可变LET值的系统功能中断截面自适应拟合方法，包括在饱和LET阈值范围内，对电路内部电路模块防护设计架构下的任意LET值系统功能中断截面拟合以及针对系统级防护架构下的定点LET值系统功能中断截面拟合两部分；两部分内容均利用已知试验数据，在饱和LET阈值内，拟合得到指定LET值下的系统功能中断截面值，减少通过单粒子辐照试验获取数据的依赖性，可缓解试验机时供需紧张问题，优化了单粒子试验过程，提升了系统抗SEU评估效率。

Description

一种实现可变LET值的系统功能中断截面自适应拟合方法
技术领域
本发明属于系统单粒子软错误防护评估技术领域。
背景技术
通常，系统单粒子可靠性设计需要借助单粒子辐照试验，获取不同离子能谱下的LET值与系统功能中断截面对应变化曲线数据，进而通过Weibull函数对试验数据拟合，评估航天器系统在轨预示单粒子可靠性设计。然而受国内加速器试验条件的限制，当前加速器无论在试验机时，还是提供可达有效硅表面射程的高能粒子能谱方面，均无法有效满足航天应用需求，如何有效获取试验数据迫在眉睫。
当前的相关技术研究分为两个侧重点，一个侧重点是完全依靠单粒子辐照试验或者基于单一测试模块建立简化等效模型获取静态测试数据；另一个侧重点是建立概率分析模型，以重要度评估系统各功能块单粒子防护设计。上述方法针对结构复杂的系统设计，无法建立基于等效辐照试验的分析模型，实现动态单粒子试验数据分析。
发明内容
本发明的技术解决问题是：克服现有技术的不足，提供一种实现可变LET值的系统功能中断截面自适应拟合方法。
本发明的技术解决方案是：一种实现可变LET值的系统功能中断截面自适应拟合方法，包括在饱和LET阈值范围内，对电路内部电路模块防护设计架构下的任意LET值系统功能中断截面拟合以及针对系统级防护架构下的定点LET值系统功能中断截面拟合两部分；两个部分的实现都需要首先执行下列步骤：
建立测试系统，测试系统包括一个监控FPGA和多个子系统FPGA，各个子系统FPGA由同一个监控FPGA进行功能错误状态监测和恢复；
其中：
在饱和LET阈值范围内，对电路内部电路模块防护设计架构下的任意LET值系统功能中断截面拟合，步骤如下：
(1)以测试系统中的任意一个子系统FPGA为辐照试验测试对象，开展单粒子辐照试验，获取某一LET值离子能谱下的平均一次功能中断的离子注量率和平均一次功能中断累积辐照离子数作为基准数据；
(2)构建函数EPFGA：即FPGA在内部电路模块防护体系设计架构下，当被有效射程的离子束辐照时，单位时间内引起FPGA系统功能中断频率的函数EPFGA；结合系统功能中断截面的定义构建σ随辐照LET值离子能谱变化的自适应函数；所述的σ表示入射离子束对应LET值下的FPGA配置存储区静态单粒子翻转截面；
(3)根据步骤(1)中的基准数据、辐照试验子系统FPGA静态翻转单粒子翻转截面σ曲线，结合步骤(2)中建立的自适应函数，即可获得饱和LET阈值范围内，该辐照试验测试对象针对内部电路模块防护设计架构下的任意LET值系统功能中断截面；
在饱和LET阈值范围内，对系统级防护架构下的定点LET值系统功能中断截面拟合的步骤如下：
第一步，以测试系统中的任意一个子系统FPGA为辐照试验测试对象，开展单粒子辐照试验，获取两种不同LET值离子能谱下的平均一次功能中断的离子注量率和平均一次功能中断累积辐照离子数作为基准数据
第二步，构建函数ESys：即FPGA在系统级防护架构下，当被有效射程的离子束辐照时，单位时间内引起FPGA系统功能中断频率的函数ESys；结合系统功能中断截面的定义构建α随辐照LET值离子能谱变化的自适应函数；其中，α为基于外部构建的系统级软错误防护措施作用于FPGA形成的防护可靠性贡献度耦合因子；
第三步，根据第二步中构建的函数和第一步中的基准数据，得到第二步中两种LET值离子能谱下的α的变化关系；
第四步，利用第三步中得到的两种LET值离子能谱下的α的变化关系，当已知其它子系统FPGA的一种LET值离子能谱下辐照数据时，并根据第二步中得到的自适应函数，即可获取另外一种LET值离子能谱下，其它子系统FPGA的平均一次功能中断累积辐照离子数，进而得到该子系统FPGA的系统功能中断截面。
进一步的，所述步骤(1)中的自适应函数：
Figure BDA0001440288660000031
其中，σ1和σ2分别为不同LET值离子能谱下的配置存储区静态单粒子翻转截面；
Figure BDA0001440288660000032
和
Figure BDA0001440288660000033
分别对应在不同LET值离子辐照下，平均一次功能中断累积辐照离子数。
进一步的，第一步中构建的自适应函数如下：
Figure BDA0001440288660000034
其中，α1和α2分别为不同LET值下，基于外部构建的系统级软错误防护措施作用于FPGA形成的防护可靠性贡献度耦合因子；σ1和σ2分别为不同LET值离子能谱下的配置存储区静态单粒子翻转截面；
Figure BDA0001440288660000035
和
Figure BDA0001440288660000036
分别对应在不同LET值离子辐照下，平均一次功能中断累积辐照离子数。
进一步的，系统功能中断频率函数EPFGA：的等价函数如下：
EFPGA＝σ·L·T·nsrams·SERF
其中，变量L表示试验时的离子注量率(个/cm2·s)；变量T表示试验时的离子辐照单位时间(s)；变量nsrams表示子系统FPGA所占的配置存储区资源(bit)；变量SERF表示在指定电路模块防护体系设计架构下，电路的抗单粒子软错误功能中断可靠性系数。
进一步的，系统功能中断频率函数EPFGA：的等价函数如下：
EFPGA＝T·Lfpga/Nfpga
其中，变量T表示试验时的离子辐照单位时间(s)；变量Lfpga和Nfpga分别对应子系统FPGA在内部电路模块防护设计架构下，平均一次功能中断的离子注量率和平均一次功能中断累积辐照离子数
进一步的，系统功能中断频率函数ESys：的等价函数如下：ESys＝α·σ·L·T·nsrams·SERF
其中，变量L表示试验时的离子注量率(个/cm2·s)；变量T表示试验时的离子辐照单位时间(s)；变量nsrams表示子系统FPGA所占的配置存储区资源(bit)；变量SERF表示在指定电路模块防护体系设计架构下，电路的抗单粒子软错误功能中断可靠性系数。
进一步的，系统功能中断频率函数ESys：的等价函数如下：
ESys＝T·Lsys/Nsys
其中，变量T表示试验时的离子辐照单位时间(s)；变量Lsys、变量Nsys分别对应子系统FPGA在系统级防护设计架构下，平均一次功能中断的离子注量率和平均一次功能中断累积辐照离子数。
本发明与现有技术相比有益效果为：
本发明提出了一种实现可变LET值的系统功能中断截面自适应拟合方法，该方法利用已知试验数据，在饱和LET阈值内，拟合得到指定LET值下的系统功能中断截面值，减少通过单粒子辐照试验获取数据的依赖性，可缓解试验机时供需紧张问题，优化了单粒子试验过程，提升了系统抗SEU评估效率。所具备的优点如下：
1.发明方法从数学建模，理论推导得出系统功能中断截面，降低了通过重离子辐照试验获取数据的依赖性，优化了单粒子试验过程，缓解了试验机时供需紧张问题，同时提升了系统抗SEU评估效率，节省了代价开销。
2.发明方法构建的系统功能中断概率函数，结合了单粒子软错误传播机理和系统防护架构，完成理论模型与辐照试验数据的契合，提升了中断截面拟合方法的精度。
3.发明方法构建的LET值与系统功能中断截面自适应函数变化函数，利用基准数据的二次等效，完成不同粒子能谱下的LET值与系统中断截面的抗辐照等效耦合关系的理论建模，实现了在饱和LET阈值范围内，对电路内部电路模块防护设计架构下的任意LET值系统功能中断截面拟合；同时，也实现了针对系统级防护架构下的定点LET值系统功能中断截面拟合。
4.发明方法应用对象为数字信号处理系统及SRAM型FPGA架构下的单粒子防护效果数据评估，其体系架构涵盖了主要宇航类数字信号处理单机设计体系，设计针对性强，方法具备通用性。
附图说明
图1为本发明架构图；
图2为本发明试验系统架构设计图；
图3为本发明系统重离子辐照试验流程；
图4为XQR4VSX55静态翻转曲线；
图5为本发明系统级抗辐照功能设计框图。
具体实施方式
通常，构建航天系统的核心器件，其内部敏感组件受到单粒子辐照引发软错误，通过系统功能模块之间的传播耦合，最终可在系统层面表现为功能的关键数据信号输出错误，导致系统功能紊乱，该错误状态通常被判读为功能中断。本方法基于SRAM型FPGA器件构建的数字信号处理系统，以配置存储区和内部时序逻辑电路所关联的设计资源为单粒子效应敏感组件，建立基于系统功能中断频率函数的LET-系统功能中断截面自适应变化模型，获取饱和LET阈值内的LET值与系统功能中断截面变化关系。
图1为本发明系统功能中断截面自适应拟合方法设计架构图，主要包括三个阶段，为了叙述方便，此处将在饱和LET阈值范围内，对电路内部电路模块防护设计架构下的任意LET值系统功能中断截面拟合以及针对系统级防护架构下的定点LET值系统功能中断截面拟合两部分一起进行说明。
(1)阶段一：基准数据获取
以数字处理系统为试验系统，完成系统单粒子防护设计架构和建立测试系统，选择合适离子能谱开展辐照试验，采集建模所需基准数据。
步骤1：按照图2系统架构图，完成系统设计。图中，监控FPGA做为软错误监控单元对各子系统FPGA进行功能错误状态的监测和恢复，各子系统FPGA相互配合，组成了完整的系统级设备单机，并确定单粒子效应主要作用对象为子系统FPGA(SRAM型)的配置存储区及相关联的设计资源。
步骤2：选取子系统FPGA为辐照试验测试对象，开展单粒子辐照试验，完成基准数据采集，试验过程如下。
步骤2-1：按照重离子加速器试验环境要求，搭建试验系统，并选择有效射程的LET值离子辐照。
步骤2-2：按照图3辐照试验的流程图，依据系统功能中断信号判据，分别完成不同防护设计下的辐照试验，并试验记录数据，统计对应LET值离子辐照下，平均一次功能中断的离子注量率和平均一次功能中断累积辐照离子数，并作为基准数据。
具体的试验过程如下：
开辐照源，用高能离子对被测系统的子系统FPGA进行照射；
调节离子束流密度，束流密度调节方法如下：
Figure BDA0001440288660000061
将束流密度设为30个/cm2/s。
Figure BDA0001440288660000062
如果试验开始1分钟内，功能出现异常。停止试验，并将单位时间内通过的单粒子数目减半后继续试验。
Figure BDA0001440288660000063
试验开始后5分钟内，功能未出现异常。停止试验，并将单位时间内通过的单粒子数目增加一倍，继续试验。
Figure BDA0001440288660000064
如果试验开始后5分钟左右发生一次单粒子功能中断，则认为密度基本合适，然后在这个束流密度下进行试验。
对系统定义的功能关键信号监测，观察有无异常；
如果发生系统功能中断，则关粒子束，并且功能中断次数加1；同时通过监控FPGA发送异常软复位指令，看被试验子系统FPGA功能是否恢复，如果不能恢复则对系统断电并重新加电；
如果系统功能中断次数达到10次或者总注量达到107，则停止本次试验。
其中，在饱和LET阈值范围内，对电路内部电路模块防护设计架构下的任意LET值系统功能中断截面拟合过程中需要按照上述实验步骤，以测试系统中的任意一个子系统FPGA为辐照试验测试对象，开展单粒子辐照试验，获取某一LET值离子能谱下的平均一次功能中断的离子注量率和平均一次功能中断累积辐照离子数作为基准数据；
在饱和LET阈值范围内，对系统级防护架构下的定点LET值系统功能中断截面拟合过程中，以测试系统中的任意一个子系统FPGA为辐照试验测试对象，开展单粒子辐照试验，获取两种不同LET值离子能谱下的平均一次功能中断的离子注量率和平均一次功能中断累积辐照离子数作为基准数据；
(2)阶段二：拟合模型建模
首先，建立系统功能中断概率函数，以理论模型完成试验数据等效；然后，利用系统防护架构特性，构建LET值与系统功能中断截面自适应函数变化模型。以下为实现过程。
步骤3：构建系统功能中断概率函数，通过理论推导完成单粒子试验数据与函数模型的等效，具体实现如下。
步骤3-1：定义1：SRAM型FPGA在内部电路模块防护体系设计架构下，当被有效射程的离子束辐照时，单位时间内引起FPGA系统功能中断频率，用函数EPFGA表示为：
EFPGA＝f(σ,L,T,nsrams,SERF) 式(1)
式中变量σ表示入射离子束对应LET值下的FPGA配置存储区静态单粒子翻转截面(cm2/器件)；变量L表示试验时的离子注量率(个/cm2·s)；变量T表示试验时的离子辐照单位时间(s)；变量nsrams表示FPGA系统所占的配置存储区资源(bit)；变量SERF表示在指定电路模块防护体系设计架构(包含防护和未防护电路设计架构)下，电路的抗单粒子软错误功能中断可靠性系数。
定义2：SRAM型FPGA系统级构建基于单粒子软错误防护监控单元的系统级防护架构，当被有效射程的离子束辐照时，单位时间内引起FPGA系统功能中断频率，用函数ESys表示为：
ESys＝f(α,σ,L,T,nsrams,SERF) 式(2)
式(2)引入了变量α，定义为基于外部软错误监控单元所构建的系统级软错误防护措施，其作用于FPGA形成的防护可靠性贡献度耦合因子。
步骤3-2：按照式(1)和式(2)函数的定义，以及包含各参数的物理含义，将式(1)和式(2)等效为：
EFPGA＝σ·L·T·nsrams·SERF
ESys＝α·σ·L·T·nsrams·SERF 式(3)
步骤3-3：定义3：系统中，平均辐照一个离子引发系统功能中断的概率，，定义为系统功能中断截面，用参数σsys表示为：
Figure BDA0001440288660000081
式中变量N表示一次功能中断平均注入的离子总数。
步骤3-4：根据函数EFPGA和ESys表示的物理含义，并结合式(4)，式(3)又可以等效为：
EFPGA＝T·Lfpga/Nfpga
ESys＝T·Lsys/Nsys 式(5)
式中，变量Lfpga和Lsys分别对应子系统FPGA在内部电路模块防护设计架构和系统级防护设计架构下，平均一次功能中断的离子注量率；变量Nfpga和Nsys分别对应上述两种防护设计架构下，平均一次功能中断累积辐照离子数。
步骤4：构建LET-功能中断截面自适应变化函数，分别获取σ和α随LET值变换的自适应变化关系，具体实现如下。
根据式(3)和式(5)，构建σ随辐照LET值离子能谱变化的自适应函数，如下所示：
Figure BDA0001440288660000091
表示的物理意义是针对同一个子系统FPGA，在相同的内部电路模块防护设计架构和辐照时间内，采用不同LET值离子能谱辐照，σ与一次功能中断平均注入的系统离子总数变化关系。式中σ1和σ2分别为不同LET值离子能谱下的配置存储区静态单粒子翻转截面；
Figure BDA0001440288660000092
和
Figure BDA0001440288660000093
分别对应在不同LET值离子辐照下，系统平均一次功能中断累积辐照离子数。
同理，根据式(3)和式(5)，构建α随辐照LET值离子能谱变化的自适应函数，如下所示：相同的子系统FPGA，在相同的系统级防护设计架构和辐照时间内，采用不同LET值离子能谱辐照，可以近似得到：
Figure BDA0001440288660000094
表示的物理意义是针对同一个子系统FPGA，在相同的系统级防护设计架构和辐照时间内，采用不同LET值离子能谱辐照，α与σ以及一次功能中断平均注入的系统离子总数变化两者关系。式中α1和α2分别为不同LET值下，评估系统级软错误防护措施有效性的可靠性贡献度耦合因子。
这样，当已知一组LET值离子辐照下的系统辐照试验数据，由式(6)和式(7)，即可从理论上换算得到其它饱和LET阈值范围内的系统功能中断截面数据，从而实现试验数据的等效拟合。
(3)阶段三：数据拟合
步骤5：利用步骤4获取的σ和α随LET值变换的自适应函数，以及试验采样的基准数据，分别计算饱和LET阈值范围内，辐照的离子能谱与系统功能中断截面自适应拟合数据。
步骤5-1：在饱和LET阈值范围内，对电路内部电路模块防护设计架构下的任意LET值系统功能中断截面拟合过程：
根据阶段一中获取的基于某LET值离子能谱下的FPGA子系统的试验基准数据，同时结合FPGA器件的静态翻转截面σ曲线变化图，例如图4所示的XQR4VSX55静态翻转曲线，代入式(6)和式(4)，即可获得饱和LET阈值范围内，针对内部电路模块防护设计架构下的任意LET值系统功能中断截面。
在饱和LET阈值范围内，对系统级防护架构下的定点LET值系统功能中断截面拟合过程：
步骤5-2：基于图2试验系统设计架构图(图2)，构建如图5所示的系统级抗辐照功能设计框图。在图5中，各子系统FPGA由相同软错误监控单元(监控FPGA)对系统定义的功能关键信号实现错误状态监测和恢复，构成了系统级抗辐照功能设计框图，按照阶段二得到自适应函数，可计算得到饱和LET阈值范围内，针对系统级防护设计架构下的LET值与系统功能中断截面拟合数据，其计算过程如下.
步骤5-2-1：将阶段一得到的基准数据，代入式(7)，获取两种LET值离子能谱下的α1和α2变化关系。
步骤5-2-3：利用5-2-1得到的α1和α2变化关系，和α1对应的LET值离子能谱下，其它FPGA子系统基准数据，再次代入式(7)，可获取α2对应的LET值离子能谱下，其它FPGA系统功能中断截面拟合数据。
注：上述步骤5-1、5-2没有严格的先后顺序。
本发明未详细说明部分属于本领域技术人员公知常识。

Claims (7)

1.一种实现可变LET值的系统功能中断截面自适应拟合方法，其特征在于包括在饱和LET阈值范围内，对电路内部电路模块防护设计架构下的任意LET值系统功能中断截面拟合以及针对系统级防护架构下的定点LET值系统功能中断截面拟合两部分；两个部分的实现都需要首先执行下列步骤：
建立测试系统，测试系统包括一个监控FPGA和多个子系统FPGA，各个子系统FPGA由同一个监控FPGA进行功能错误状态监测和恢复；
其中：
在饱和LET阈值范围内，对电路内部电路模块防护设计架构下的任意LET值系统功能中断截面拟合，步骤如下：
(1)以测试系统中的任意一个子系统FPGA为辐照试验测试对象，开展单粒子辐照试验，获取某一LET值离子能谱下的平均一次功能中断的离子注量率和平均一次功能中断累积辐照离子数作为基准数据；
(2)构建函数EFPGA：即FPGA在内部电路模块防护体系设计架构下，当被有效射程的离子束辐照时，单位时间内引起FPGA系统功能中断频率的函数EFPGA；结合系统功能中断截面的定义构建σ随辐照LET值离子能谱变化的自适应函数；所述的σ表示入射离子束对应LET值下的FPGA配置存储区静态单粒子翻转截面；
(3)根据步骤(1)中的基准数据、辐照试验子系统FPGA静态翻转单粒子翻转截面σ曲线，结合步骤(2)中建立的自适应函数，即可获得饱和LET阈值范围内，该辐照试验测试对象针对内部电路模块防护设计架构下的任意LET值系统功能中断截面；
在饱和LET阈值范围内，对系统级防护架构下的定点LET值系统功能中断截面拟合的步骤如下：
第一步，以测试系统中的任意一个子系统FPGA为辐照试验测试对象，开展单粒子辐照试验，获取两种不同LET值离子能谱下的平均一次功能中断的离子注量率和平均一次功能中断累积辐照离子数作为基准数据
第二步，构建函数ESys：即FPGA在系统级防护架构下，当被有效射程的离子束辐照时，单位时间内引起FPGA系统功能中断频率的函数ESys；结合系统功能中断截面的定义构建α随辐照LET值离子能谱变化的自适应函数；其中，α为基于外部构建的系统级软错误防护措施作用于FPGA形成的防护可靠性贡献度耦合因子；
第三步，根据第二步中构建的函数和第一步中的基准数据，得到第一步中两种LET值离子能谱下的α的变化关系；
第四步，利用第三步中得到的两种LET值离子能谱下的α的变化关系，当已知其它子系统FPGA的一种LET值离子能谱下辐照数据时，并根据第二步中得到的自适应函数，即可获取另外一种LET值离子能谱下，其它子系统FPGA的平均一次功能中断累积辐照离子数，进而得到该子系统FPGA的系统功能中断截面。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于：所述步骤(2)中的自适应函数：
Figure FDA0002307010320000021
其中，σ1和σ2分别为不同LET值离子能谱下的配置存储区静态单粒子翻转截面；
Figure FDA0002307010320000022
和
Figure FDA0002307010320000023
分别对应在不同LET值离子辐照下，平均一次功能中断累积辐照离子数。
3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于：第二步中构建的自适应函数如下：
Figure FDA0002307010320000024
其中，α1和α2分别为不同LET值下，基于外部构建的系统级软错误防护措施作用于FPGA形成的防护可靠性贡献度耦合因子；σ1和σ2分别为不同LET 值离子能谱下的配置存储区静态单粒子翻转截面；
Figure FDA0002307010320000031
和
Figure FDA0002307010320000032
分别对应在不同LET值离子辐照下，平均一次功能中断累积辐照离子数。
4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于：系统功能中断频率函数EFPGA的等价函数如下：
EFPGA＝σ·L·T·nsrams·SERF
其中，变量L表示试验时的离子注量率，单位：个/cm2·s；变量T表示试验时的离子辐照单位时间，单位：s；变量nsrams表示子系统FPGA所占的配置存储区资源，单位：bit；变量SERF表示在指定电路模块防护体系设计架构下，电路的抗单粒子软错误功能中断可靠性系数。
5.根据权利要求1所述的方法，其特征在于：系统功能中断频率函数EFPGA的等价函数如下：
EFPGA＝T·Lfpga/Nfpga
其中，变量T表示试验时的离子辐照单位时间，单位：s；变量Lfpga和Nfpga分别对应子系统FPGA在内部电路模块防护设计架构下，平均一次功能中断的离子注量率和平均一次功能中断累积辐照离子数。
6.根据权利要求1所述的方法，其特征在于：系统功能中断频率函数ESys的等价函数如下：ESys＝α·σ·L·T·nsrams·SERF
其中，变量L表示试验时的离子注量率，单位：个/cm2·s；变量T表示试验时的离子辐照单位时间，单位：s；变量nsrams表示子系统FPGA所占的配置存储区资源，单位：bit；变量SERF表示在指定电路模块防护体系设计架构下，电路的抗单粒子软错误功能中断可靠性系数。
7.根据权利要求1所述的方法，其特征在于：系统功能中断频率函数ESys的等价函数如下：
ESys＝T·Lsys/Nsys
其中，变量T表示试验时的离子辐照单位时间，单位：s；变量Lsys、变量Nsys分别对应子系统FPGA在系统级防护设计架构下，平均一次功能中断的离子注量率和平均一次功能中断累积辐照离子数。
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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN109283456B (zh) * 2018-09-14 2021-02-09 西安空间无线电技术研究所 一种基于粒子滤波模型的单粒子功能中断截面评估方法
CN110068856B (zh) * 2019-04-16 2021-04-13 东莞中子科学中心 一种基于c++语言和root数据分析的中子能谱的计算方法

Citations (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6380004B2 (en) * 2000-02-02 2002-04-30 International Rectifier Corp. Process for manufacturing radhard power integrated circuit
CN102332307A (zh) * 2011-07-28 2012-01-25 中国空间技术研究院 Sram型fpga单粒子效应试验系统及方法
CN103529380A (zh) * 2012-07-06 2014-01-22 北京圣涛平试验工程技术研究院有限责任公司 Sram型fpga单粒子功能性中断的监测系统及方法
CN104143116A (zh) * 2014-07-23 2014-11-12 西安空间无线电技术研究所 一种基于粒子群算法的系统软防护组合优化方法
CN104406998A (zh) * 2014-11-06 2015-03-11 北京空间飞行器总体设计部 一种确定元器件单粒子效应试验中的重离子let值的方法
CN105548866A (zh) * 2015-12-08 2016-05-04 中国科学院电子学研究所 一种基于辐照试验环境模拟的sram型fpga测试方法
CN105866573A (zh) * 2016-03-28 2016-08-17 北京空间飞行器总体设计部 一种基于重离子加速器的单粒子软错误防护设计验证方法
CN105897267A (zh) * 2016-04-18 2016-08-24 西北核技术研究所 一种模拟数字转换器单粒子效应测试方法及系统
CN107145638A (zh) * 2017-04-12 2017-09-08 西北核技术研究所 一种低能质子直接电离导致的单粒子翻转截面获取方法

Patent Citations (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6380004B2 (en) * 2000-02-02 2002-04-30 International Rectifier Corp. Process for manufacturing radhard power integrated circuit
CN102332307A (zh) * 2011-07-28 2012-01-25 中国空间技术研究院 Sram型fpga单粒子效应试验系统及方法
CN103529380A (zh) * 2012-07-06 2014-01-22 北京圣涛平试验工程技术研究院有限责任公司 Sram型fpga单粒子功能性中断的监测系统及方法
CN104143116A (zh) * 2014-07-23 2014-11-12 西安空间无线电技术研究所 一种基于粒子群算法的系统软防护组合优化方法
CN104406998A (zh) * 2014-11-06 2015-03-11 北京空间飞行器总体设计部 一种确定元器件单粒子效应试验中的重离子let值的方法
CN105548866A (zh) * 2015-12-08 2016-05-04 中国科学院电子学研究所 一种基于辐照试验环境模拟的sram型fpga测试方法
CN105866573A (zh) * 2016-03-28 2016-08-17 北京空间飞行器总体设计部 一种基于重离子加速器的单粒子软错误防护设计验证方法
CN105897267A (zh) * 2016-04-18 2016-08-24 西北核技术研究所 一种模拟数字转换器单粒子效应测试方法及系统
CN107145638A (zh) * 2017-04-12 2017-09-08 西北核技术研究所 一种低能质子直接电离导致的单粒子翻转截面获取方法

Non-Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
Soft-error hierarchical evaluation algorithm of fault vulnerabilities based on sensitive attributes of single event effect;Gao Xiang et al.;《IEEE Xplore Digital Library》;20151231;第212-217页 *
SRAM型FPGA单粒子效应试验研究;宋凝芳 等;《宇航学报》;20120630;第33卷(第6期);第836-842页 *
一种评估单粒子效应的XDL网表级电路拓扑关系构建方法;高翔 等;《空间电子技术》;20170225(第1期);第9-14页 *

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