[发明专利]基于PRBS产生检测的SerDes单粒子功能中断截面测试方法及测试系统

说明书

本发明公开了一种基于PRBS产生检测的SerDes单粒子功能中断截面测试方法及测试系统，该方法包括：控制被测SERDES运行于近端环回模式，用高能粒子按注量率P辐照被测SERDES并开始统计高能粒子总注量；控制被测SERDES产生并发送至少两种不同码型的PRBS码，并控制被测SERDES在预设等待时间内实时检测PRBS码是否有误码；直至高能粒子总注量Q达到预定值，停止高能粒子辐照，计算被测SERDES的单粒子功能中断截面。该系统用来实施上述方法。本发明具有原理简单、易实现、能够仅使用SERDES内置的PRBS产生完成检测功能等优点。

技术领域

本发明主要涉及到单粒子效应测试技术领域，特指一种基于PRBS产生检测的SerDes单粒子功能中断截面测试方法及测试系统。

背景技术

随着海量数据传输对更高数据传输率的需求，SERDES(SERializer/DESerializer，串行器/解串器)成为了高速数据传输的主流。SERDES由发送端的串行器将需要发送的并行数据转换为高速串行数据发送到信道，通过接收端的解串器从信道接收高速串行数据并转换为并行数据输出。但是，应用于航空、航天等恶劣辐射环境的SERDES很容易受到单粒子翻转效应(Single-Event Upset，SEU)和单粒子功能中断效应(Single-EventFunctionl Interrupt，SEFI)的影响而发生错误，造成不可估量的损失。

SEU对SERDES造成的影响是使传输数据产生误码，会增加数据传输的误码率，但并不会造成传输链路的失联；而SEFI则会造成SERDES传输数据大量错误，不能传输有效数据，甚至造成传输链路的失联，需要SERDES重启才能恢复。因此，准确测试SERDES对SEFI的敏感程度尤为重要。

SERDES对SEFI的敏感程度一般用单粒子功能中断截面来表示。单粒子功能中断截面C是指SERDES在具有一定LET(Linear Energy Transfer，传能线密度)的高能粒子轰击下会发生SEFI的区域的面积。设高能粒子总注量(即轰击到单位面积微电子器件的高能粒子个数)为Q，在这些高能粒子的轰击下SERDES发生SEFI数为K，则单粒子功能中断截面C＝K/Q。在这过程中，高能粒子一般采用高能粒子加速器产生。

目前，现有技术中如何测试SERDES单粒子功能中断截面的方法尚无任何报道。中华人民共和国航天行业标准《QJ10005-2008宇航用半导体器件重离子单粒子效应试验指南》定义了宇航用半导体器件SEU截面的测试方法，即通过测试SEU数量来计算单粒子翻转截面。由于SERDES发生一次SEFI会造成传输数据出现大量翻转，因此通过测试传输数据的翻转数量来计算SEFI截面会造成SEFI截面的严重高估，无法准确评估SERDES对SEFI的敏感程度。

“近端环回模式”是SERDES常用的自测试模式。当SERDES配置为近端环回模式时，发送端的串行器发出的高速串行数据会直接送回发送端的解串器，用于测试数据串行和解串功能是否正常。

PRBS(Pseudo-Random Binary Sequence，伪随机码二进制序列)是SERDES常用的测试用数据，包括PRBS7、PRBS15、PRBS23、PRBS31等码型。SERDES一般会内置PRBS产生器和PRBS检测器。当进行PRBS产生和检测时，处于发送端的PRBS产生器不间断循环产生指定码型的PRBS码并行数据，并通过串行器串行化发送到信道，处于接收端的解串器解串后将并行数据送到PRBS检测器，PRBS检测器检测接收到的数据是否符合指定的PRBS码型，并统计误码数量，从而对SERDES的功能性能进行测试。