CN203535964U - 一种sram芯片单粒子闩锁测试机 - Google Patents
一种sram芯片单粒子闩锁测试机 Download PDFInfo
- Publication number
- CN203535964U CN203535964U CN201320735260.4U CN201320735260U CN203535964U CN 203535964 U CN203535964 U CN 203535964U CN 201320735260 U CN201320735260 U CN 201320735260U CN 203535964 U CN203535964 U CN 203535964U
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- sram
- resistance
- chips
- gnd
- vcc
- 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.)
- Expired - Lifetime
Links
- 238000012360 testing method Methods 0.000 title claims abstract description 34
- 230000003068 static effect Effects 0.000 title abstract description 4
- 239000011159 matrix material Substances 0.000 claims abstract description 9
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 claims description 10
- 230000003278 mimic effect Effects 0.000 claims description 8
- 238000001514 detection method Methods 0.000 claims description 6
- 239000002245 particle Substances 0.000 description 10
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 7
- 238000004088 simulation Methods 0.000 description 6
- 230000007246 mechanism Effects 0.000 description 5
- 238000012544 monitoring process Methods 0.000 description 3
- IJGRMHOSHXDMSA-UHFFFAOYSA-N Atomic nitrogen Chemical compound N#N IJGRMHOSHXDMSA-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 2
- 238000002474 experimental method Methods 0.000 description 2
- 230000006872 improvement Effects 0.000 description 2
- 238000011160 research Methods 0.000 description 2
- 238000003491 array Methods 0.000 description 1
- QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N atomic oxygen Chemical compound [O] QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 230000008901 benefit Effects 0.000 description 1
- 238000012790 confirmation Methods 0.000 description 1
- 238000011161 development Methods 0.000 description 1
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 description 1
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 description 1
- 239000000463 material Substances 0.000 description 1
- 238000012986 modification Methods 0.000 description 1
- 230000004048 modification Effects 0.000 description 1
- 229910052757 nitrogen Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000001301 oxygen Substances 0.000 description 1
- 229910052760 oxygen Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000004065 semiconductor Substances 0.000 description 1
- 238000012795 verification Methods 0.000 description 1
Images
Landscapes
- Tests Of Electronic Circuits (AREA)
Abstract
本实用新型公开了一种SRAM芯片单粒子闩锁测试机，其用于检测若干个SRAM芯片的闩锁，若干个SRAM芯片呈n×m矩阵式排列，n、m均为正整数。SRAM芯片单粒子闩锁测试机包括MCU、模拟电路选择器、ADC转换器、n+m个电阻。每个SRAM芯片的VCC端口作为列线，每个SRAM芯片的GND端口作为行线，位于相同列线上的VCC端口均一起连接再经由一个电阻连接至电源VCC，n个列线上相应具有n个电阻，位于相同行线上的GND端口均一起连接再经由另一个电阻连接至地GND，m个行线上相应具有m个电阻。MCU通过控制模拟电路选择器选择第i行以及第j列的电流信号至ADC转换器，MCU接收ADC转换后的电流信号，根据电流大小是否超过某个阈值判断第i行，第j列的SRAM芯片是否发生闩锁。
Description
技术领域
本实用新型涉及一种测试机，尤其涉及一种SRAM芯片单粒子闩锁测试机。
背景技术
大气中子是银河宇宙线、太阳质子与地球大气中的氧、氮等元素发生核反应生成的次级粒子。中子与半导体材料发生核反应产生的次级重离子能够引起集成电路发生单粒子翻转，甚至单粒子闩锁效应。单粒子翻转效应指的是静态存储器（SRAM）单元受到高能粒子扰动，存储数据错误的从0变为1或者1变为0，单粒子翻转会导致电路的逻辑错误，但是不会导致硬件损坏。单粒子闩锁指的是在高能粒子作用下，CMOS电路发生闩锁。闩锁的CMOS电路有很大的电流通过，会导致芯片发热甚至烧毁。
中子诱发电子器件单粒子翻转/单粒子闩锁对高纬度航空飞行及临近空间飞行的影响尤其严重。20世纪80年代末，IBM与Boeing公司联合展开了高空大气中子诱发器件单粒子效应的飞行试验研究。试验结果充分证明，大气中子能够诱发电子器件发生显著地单粒子效应，这些现象在不同高度都得到了证实。随着器件加工工艺的不断发展，器件单元尺寸不断缩小，工作电压不断降低，使得器件抵御单粒子效应的能力不断降低，因此临近空间大气中子诱发器件发生单粒子效应的潜在危害也越来越大，国内研究目前仍然以数值模拟技术为主，尚未进行直接的实验测量。地面加速器实验的结果外推至临近空间是否可靠，需要实验验证。
对于原来的芯片栓锁检测机制，每一块芯片需要一个检测电路，每一个检测电路都要消耗一个MCU（处理器）的AD转换引脚，假如一块PCB（电路板）上放256片芯片，如果选择一块16路的模拟选通器芯片，那么就需要16块模拟选通器，每块模拟选通器需要16路AD转换引脚，另外需要64个MCU的控制引脚，而且MCU必须进行256次的AD转换才能对所有的芯片进行一次检测，对于一块普通的MCU是没有那么多的资源的。
实用新型内容
本实用新型目的在于提供一种用于测量大气中子引发静态存储器（SRAM）单粒子闩锁的实验装置——SRAM芯片单粒子闩锁测试机，其能直接观察大气中子对几种SRAM芯片引发的单粒子闩锁事件。
本实用新型是这样实现的，一种SRAM芯片单粒子闩锁测试机，其用于检测若干个SRAM芯片的闩锁，该若干个SRAM芯片呈n×m矩阵式排列，n、m均为正整数，该SRAM芯片单粒子闩锁测试机包括MCU、模拟电路选择器、ADC转换器、n+m个电阻，每个SRAM芯片的VCC端口作为列线，每个SRAM芯片的GND端口作为行线，位于相同列线上的VCC端口均电性连接在一起且再经由一个电阻连接至电源VCC，n个列线上相应具有n个电阻以监控每个VCC端口的电流，位于相同行线上的GND端口均电性连接在一起且再经由另一个电阻连接至地GND，m个行线上相应具有m个电阻以监控每个GND端口的电流，该ADC转换器检测n+m个电阻的电流信号以转换为n+m个数字信号，该MCU通过控制该模拟电路选择器选择各个电流信号至ADC转换器，该MCU接收ADC转换后的各个电流信号进行分析，当第i行，第j列检测到大电流，可以判断第i行，第j列的SRAM芯片发生闩锁。
作为上述方案的进一步改进，该SRAM芯片单粒子闩锁测试机还包括放大电路，各个电流信号经该放大电路放大后再由该ADC转换器转换为相应的数字信号。
本实用新型的SRAM芯片单粒子闩锁测试机，采用矩阵检测机制，有效地解决了这个问题：由于每个子板的SRAM芯片数量众多无法有效测试SRAM芯片的闩锁的问题，即高效地完成了数量众多的芯片闩锁检测问题。
附图说明
图1为本实用新型第一实施方式提供的SRAM芯片单粒子闩锁测试机的矩阵检测电路的局部示意图。
具体实施方式
为了使本实用新型的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本实用新型进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅用以解释本实用新型，并不用于限定本实用新型。
本实用新型的SRAM芯片单粒子闩锁测试机用于检测若干个SRAM芯片的闩锁，本实用新型的创新之处在于采用矩阵式的结构对该若干个SRAM芯片的闩锁进行检测。
需要将该若干个SRAM芯片呈n×m矩阵式排列，n行m列，n、m均为正整数，该SRAM芯片单粒子闩锁测试机包括MCU、模拟电路选择器、ADC转换器、n+m个电阻。每个SRAM芯片的VCC端口作为列线，每个SRAM芯片的GND端口作为行线，位于相同列线上的VCC端口均电性连接在一起且再经由一个电阻连接至电源VCC，n个列线上相应具有n个电阻以监控每个VCC端口的电流，位于相同行线上的GND端口均电性连接在一起且再经由另一个电阻连接至地GND，m个行线上相应具有m个电阻以监控每个GND端口的电流。该ADC转换器检测n+m个电阻的电流信号以转换为n+m个数字信号，该MCU通过控制该模拟电路选择器选择各个电流信号至ADC转换器，该MCU接收ADC转换后的各个电流信号进行分析，当第i行，第j列检测到大电流，可以判断第i行，第j列的SRAM芯片发生闩锁。优选地，该SRAM芯片单粒子闩锁测试机还包括放大电路，各个电流信号经该放大电路放大后再由该ADC转换器转换为相应的数字信号。
接下去，对本实用新型的创新之处做详细介绍。
实施例1
闩锁检测简化的原理图如图1所示，4个SRAM芯片N1、N2、N3、N4排列为2×2阵列，VCC作为列线，GND作为行线。电阻R1-R4用于监控每根电源/地的电流，其1欧阻值提供一个电压降，该电压经放大电路MAX4376（图未示）放大后由子板控制器的ADC（也可以采用单独的ADC芯片）转换为数字量，作为监控的信号。
也就是说，SRAM芯片N1、N2、N3、N4的四个VCC端口作为列线，SRAM芯片N1、N2、N3、N4的四个GND端口作为行线，位于相同列线上的VCC端口均电性连接在一起且再经由一个电阻连接至电源VCC，如SRAM芯片N1、N2的VCC端口电性连接在一起且再经由电阻R1连接至电源VCC，SRAM芯片N3、N4的VCC端口电性连接在一起且再经由电阻R2连接至电源VCC。2个列线上相应具有2个电阻R1、R2以监控每个VCC端口的电流。位于相同行线上的GND端口均电性连接在一起且再经由另一个电阻连接至地GND，如SRAM芯片N1、N3的GND端口电性连接在一起且再经由电阻R3连接至地GND，SRAM芯片N2、N4的GND端口电性连接在一起且再经由电阻R4连接至地GND。2个行线上相应具有2个电阻R3、R4以监控每个GND端口的电流。
假设SRAM芯片N4芯片出现闩锁，电阻R2、R4将检测到大电流。该MCU实时监控每一个SRAM芯片的闩锁情况，当检测到闩锁发生后，通过系统总线发送给母板（上位机），并复位该SRAM芯片。
实施例2
在本实用新型中，使用256片SRAM的电源与地组成16X16阵列，则总共需要检测32路电流信号，可通过模拟电路选择器MAX4051分别选择各个电流信号至ADC转换器，监控频率每秒一次。
针对256块SRAM芯片，如果使用本发明的矩阵检测机制，那么256块芯片只需2块模拟电路选择器，MCU只需提供2路AD转换，8个控制引脚，每一次检测只需要32次的AD转换。
而对于原来的芯片栓锁检测机制，每一块芯片需要一个检测电路，每一个检测电路都要消耗一个MCU的AD转换引脚，假如一块PCB上放256片芯片，如果选择一块16路的模拟选通器芯片，那么就需要16块模拟选通器，共需要16路AD转换引脚，另外需要64个MCU的控制引脚，而且MCU必须进行256次的AD转换才能对所有的芯片进行一次检测，对于一块普通的MCU是没有那么多的资源的。
比较可见，使用本发明的矩阵检测机制AD转换通道是原来的芯片的引脚数量只需原来的12.5%，转换的AD次数是原来的12.5%。
以上所述仅为本实用新型的较佳实施例而已，并不用以限制本实用新型，凡在本实用新型的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。
Claims (2)
1.一种SRAM芯片单粒子闩锁测试机，其特征在于：其用于检测若干个SRAM芯片的闩锁，该若干个SRAM芯片呈n×m矩阵式排列，n、m均为正整数，该SRAM芯片单粒子闩锁测试机包括MCU、模拟电路选择器、ADC转换器、n+m个电阻，每个SRAM芯片的VCC端口作为列线，每个SRAM芯片的GND端口作为行线，位于相同列线上的VCC端口均电性连接在一起且再经由一个电阻连接至电源VCC，n个列线上相应具有n个电阻以监控每个VCC端口的电流，位于相同行线上的GND端口均电性连接在一起且再经由另一个电阻连接至地GND，m个行线上相应具有m个电阻以监控每个GND端口的电流，该ADC转换器检测n+m个电阻的电流信号以转换为n+m个数字信号，该MCU通过控制该模拟电路选择器选择第i行以及第j列的电流信号至ADC转换器，该MCU接收ADC转换后的电流信号，根据电流大小是否超过某个阈值判断第i行，第j列的SRAM芯片是否发生闩锁。
2.如权利要求1所述的SRAM芯片单粒子闩锁测试机，其特征在于：该SRAM芯片单粒子闩锁测试机还包括放大电路，各个电流信号经该放大电路放大后再由该ADC转换器转换为相应的数字信号。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN201320735260.4U CN203535964U (zh) | 2013-11-19 | 2013-11-19 | 一种sram芯片单粒子闩锁测试机 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN201320735260.4U CN203535964U (zh) | 2013-11-19 | 2013-11-19 | 一种sram芯片单粒子闩锁测试机 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| CN203535964U true CN203535964U (zh) | 2014-04-09 |
Family
ID=50422146
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| CN201320735260.4U Expired - Lifetime CN203535964U (zh) | 2013-11-19 | 2013-11-19 | 一种sram芯片单粒子闩锁测试机 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| CN (1) | CN203535964U (zh) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN110007335A (zh) * | 2019-04-16 | 2019-07-12 | 东莞中子科学中心 | 一种测量中子能谱的反演算法 |
| CN111722080A (zh) * | 2020-05-26 | 2020-09-29 | 苏试宜特(上海)检测技术有限公司 | 闩锁测试机台外部扩展电源装置及方法 |
-
2013
- 2013-11-19 CN CN201320735260.4U patent/CN203535964U/zh not_active Expired - Lifetime
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN110007335A (zh) * | 2019-04-16 | 2019-07-12 | 东莞中子科学中心 | 一种测量中子能谱的反演算法 |
| CN111722080A (zh) * | 2020-05-26 | 2020-09-29 | 苏试宜特(上海)检测技术有限公司 | 闩锁测试机台外部扩展电源装置及方法 |
| CN111722080B (zh) * | 2020-05-26 | 2023-09-22 | 苏试宜特(上海)检测技术股份有限公司 | 闩锁测试机台外部扩展电源装置及方法 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| Lee et al. | Single-event characterization of the 28 nm Xilinx Kintex-7 field-programmable gate array under heavy ion irradiation | |
| Lee et al. | LEAP: Layout design through error-aware transistor positioning for soft-error resilient sequential cell design | |
| CN102332310B (zh) | 一种基于fpga的nand flash器件单粒子效应测试系统 | |
| CN103529380B (zh) | Sram型fpga单粒子功能性中断的监测系统及方法 | |
| US20140184271A1 (en) | Low clock-power integrated clock gating cell | |
| Matsuda et al. | A 286 f 2/cell distributed bulk-current sensor and secure flush code eraser against laser fault injection attack on cryptographic processor | |
| CN102636744A (zh) | 一种检测fpga单粒子效应与其时序特性关系的装置及方法 | |
| CN103165192B (zh) | 一种sram器件单粒子闭锁效应测试系统及方法 | |
| CN203535964U (zh) | 一种sram芯片单粒子闩锁测试机 | |
| Dsilva et al. | Neutron SEE testing of the 65nm SmartFusion2 flash-based FPGA | |
| CN207764782U (zh) | 快捷外设互联标准插槽的检测系统 | |
| CN103105553B (zh) | 总剂量辐照与热载流子注入综合效应测试的装置 | |
| Denz et al. | Upgrade of the protection system for the superconducting elements of the LHC during LS1 | |
| Thirunavukkarasu et al. | Performance of low power BIST architecture for UART | |
| KR101697213B1 (ko) | 디지털 회로의 방사선 내성평가 시스템 및 방사선 내성평가 방법 | |
| Mao et al. | FPGA‐based fault injection design for 16K‐point FFT processor | |
| CN109991531B (zh) | 低概率条件下大气中子单粒子效应截面测量方法 | |
| Yang et al. | Experimental study on heavy ion single-event effects in flash-based FPGAs | |
| Lei et al. | Single Event Effect Detection and Simulation Analysis for an ASIC | |
| Wei et al. | Dynamic partial<? show [AQ ID= Q1]?> reconfiguration scheme for fault‐tolerant FFT processor based on FPGA | |
| US8472276B1 (en) | System and method for de-latch of an integrated circuit | |
| Sastry et al. | Attacking embedded systems through fault injection | |
| Spasic et al. | Quench detection system consolidation for the HL-LHC era | |
| Julie et al. | 12N test procedure for NPSF testing and diagnosis for SRAMs | |
| Xin et al. | Built‐in self test design of power switch with clock‐gated charge/discharge transistor |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| C14 | Grant of patent or utility model | ||
| GR01 | Patent grant | ||
| C56 | Change in the name or address of the patentee | ||
| CP02 | Change in the address of a patent holder |
Address after: 215123, 17A0 unit, international science and Technology Park, 1355 Jinji Lake Avenue, Suzhou Industrial Park, Suzhou, Jiangsu, China Patentee after: SUZHOU COGENDA ELECTRONICS Co.,Ltd. Address before: Xinghu street Suzhou city Jiangsu province 215123 No. 328 Creative Industry Park 22-306 Patentee before: SUZHOU COGENDA ELECTRONICS Co.,Ltd. |
|
| CX01 | Expiry of patent term |
Granted publication date: 20140409 |
|
| CX01 | Expiry of patent term |