[发明专利]低概率条件下大气中子单粒子效应截面测量方法

说明书

为解决低概率条件下，传统的测量系统辐照试验耗时较长的技术问题，本发明提供了一种低概率条件下大气中子单粒子效应截面测量系统和方法。其中，测量系统包括辐照板、测试板和计算机；辐照板有m个，m≥1；第i个辐照板上集成有n_i个用于插装待测SRAM存储条的插座，i＝1,2,…,m，n_i≥1；测试板与m个辐照板相连接，用于监测m个辐照板上每个SRAM存储条的工作状态，并将监测得到的单粒子效应数据发送至计算机上；所述单粒子效应数据包括单粒子翻转数和单粒子闩锁数；计算机与测试板相连，用于获取并处理测试板发送的测试数据，得到待测SRAM存储条上的被测SRAM存储器在大气中子环境中的单粒子效应截面。

技术领域

本发明涉及一种低概率条件下大气中子单粒子效应截面测量方法。本发明所说的低概率是相对于地面模拟试验中的加速器环境而言的，因为大气环境包括临近空间，中子的通量比地面模拟试验中加速器的通量小多个数量级。

背景技术

宇宙射线和太阳耀斑等会直接或间接与大气层相互作用产生大气中子，这些粒子的能量覆盖了从MeV到GeV的范围。当大气中子入射至半导体器件时会产生大量的电子空穴对，而这些电子空穴对能够被半导体器件中敏感的反偏PN结所收集，从而使电路逻辑状态发生翻转、存储数据发生随机改变，或者造成电子器件自身的永久性损伤，这种现象称为单粒子效应(Single event effect，简称SEE)，包括单粒子翻转(SEU)、单粒子瞬态(SET)、单粒子锁定(SEL)、单粒子功能中止(SEFI)等多种失效类型。由于大气中子很难屏蔽，由其引起的单粒子效应会导致在大气中运行的电子系统功能故障，严重时使电子系统的可靠性降低几个数量级。

因此，电子器件的抗辐射加固技术成为研究的热点，如何判断器件抗辐射能力也变得非常重要。目前，主要通过设计单粒子效应测量系统，利用模拟辐射源或天然大气中子环境开展试验研究。相对而言，直接利用大气中子环境更加贴近实际。然而，低海拔地区大气中子通量低，产生单粒子效应的概率也低。由于传统的单粒子效应测量系统同时只能对1片或几片器件进行测量，在中子通量低的大气环境中，传统的测量系统需要长期(数年-数十年不等)辐照，才能获得足够多的测量数据，因此所需的辐照试验耗时较长。为缩短辐照试验时间，需要一种能够在低概率条件下快速进行单粒子效应测量的大气中子单粒子效应测量系统。

发明内容

为了解决低概率条件下，传统的测量系统辐照试验耗时较长的技术问题，本发明提供了一种低概率条件下大气中子单粒子效应截面测量方法。

本发明所采用的技术方案是：

低概率条件下大气中子单粒子效应截面测量系统，其特殊之处在于：包括

辐照板、测试板和计算机；

辐照板有m个，m≥1；第i个辐照板上集成有n_i个用于插装待测SRAM存储条的插座，i＝1,2,…,m，n_i≥1；测试板与m个辐照板相连接，用于监测m个辐照板上每个SRAM存储条的工作状态，并将监测得到的单粒子效应数据发送至计算机上；所述单粒子效应数据包括单粒子翻转数和单粒子闩锁数；

计算机与测试板相连，用于获取并处理测试板发送的测试数据，得到待测SRAM存储条上的被测SRAM存储器在大气中子环境中的单粒子效应截面。

进一步地，辐照板与SRAM存储条通过插座连接。

进一步地，所述的测试板和辐照板的所有芯片和器件均采用抗辐照芯片和抗辐照器件；相对于被测SRAM存储器，抗辐照芯片和抗辐照器件在大气中子环境中不发生单粒子效应。

本发明同时提供了一种利用上述的低概率条件下大气中子单粒子效应截面测量系统测量单粒子效应截面的方法，其特殊之处在于，步骤如下：

1)向所有待测SRAM存储条上的SRAM存储器中写入数据，并初始化当前地址；