一種sram芯片單粒子閂鎖測試的制造方法
【專利摘要】本實用新型公開了一種SRAM芯片單粒子閂鎖測試機，其用于檢測若干個SRAM芯片的閂鎖，若干個SRAM芯片呈n×m矩陣式排列，n、m均為正整數。SRAM芯片單粒子閂鎖測試機包括MCU、模擬電路選擇器、ADC轉換器、n+m個電阻。每個SRAM芯片的VCC端口作為列線，每個SRAM芯片的GND端口作為行線，位于相同列線上的VCC端口均一起連接再經由一個電阻連接至電源VCC，n個列線上相應具有n個電阻，位于相同行線上的GND端口均一起連接再經由另一個電阻連接至地GND，m個行線上相應具有m個電阻。MCU通過控制模擬電路選擇器選擇第i行以及第j列的電流信號至ADC轉換器，MCU接收ADC轉換后的電流信號，根據電流大小是否超過某個閾值判斷第i行，第j列的SRAM芯片是否發(fā)生閂鎖。
【專利說明】—種SRAM芯片單粒子閂鎖測試機
【技術領域】
[0001]本實用新型涉及一種測試機，尤其涉及一種SRAM芯片單粒子閂鎖測試機。
【背景技術】
[0002]大氣中子是銀河宇宙線、太陽質子與地球大氣中的氧、氮等元素發(fā)生核反應生成的次級粒子。中子與半導體材料發(fā)生核反應產生的次級重離子能夠引起集成電路發(fā)生單粒子翻轉，甚至單粒子R鎖效應。單粒子翻轉效應指的是靜態(tài)存儲器(SRAM)單元受到高能粒子擾動，存儲數據錯誤的從O變?yōu)镮或者I變?yōu)?，單粒子翻轉會導致電路的邏輯錯誤，但是不會導致硬件損壞。單粒子閂鎖指的是在高能粒子作用下，CMOS電路發(fā)生閂鎖。閂鎖的CMOS電路有很大的電流通過，會導致芯片發(fā)熱甚至燒毀。
[0003]中子誘發(fā)電子器件單粒子翻轉/單粒子閂鎖對高緯度航空飛行及臨近空間飛行的影響尤其嚴重。20世紀80年代末，IBM與Boeing公司聯(lián)合展開了高空大氣中子誘發(fā)器件單粒子效應的飛行試驗研究。試驗結果充分證明，大氣中子能夠誘發(fā)電子器件發(fā)生顯著地單粒子效應，這些現(xiàn)象在不同高度都得到了證實。隨著器件加工工藝的不斷發(fā)展，器件單元尺寸不斷縮小，工作電壓不斷降低，使得器件抵御單粒子效應的能力不斷降低，因此臨近空間大氣中子誘發(fā)器件發(fā)生單粒子效應的潛在危害也越來越大，國內研究目前仍然以數值模擬技術為主，尚未進行直接的實驗測量。地面加速器實驗的結果外推至臨近空間是否可靠，需要實驗驗證。
[0004]對于原來的芯片栓鎖檢測機制，每一塊芯片需要一個檢測電路，每一個檢測電路都要消耗一個MCU (處理器)的AD轉換引腳，假如一塊PCB (電路板)上放256片芯片，如果選擇一塊16路的模擬選通器芯片，那么就需要16塊模擬選通器，每塊模擬選通器需要16路AD轉換引腳，另外需要64個MCU的控制引腳，而且MCU必須進行256次的AD轉換才能對所有的芯片進行一次檢測，對于一塊普通的MCU是沒有那么多的資源的。
實用新型內容
[0005]本實用新型目的在于提供一種用于測量大氣中子引發(fā)靜態(tài)存儲器(SRAM)單粒子閂鎖的實驗裝置一SRAM芯片單粒子閂鎖測試機，其能直接觀察大氣中子對幾種SRAM芯片引發(fā)的單粒子閂鎖事件。
[0006]本實用新型是這樣實現(xiàn)的，一種SRAM芯片單粒子閂鎖測試機，其用于檢測若干個SRAM芯片的閂鎖，該若干個SRAM芯片呈nXm矩陣式排列，n、m均為正整數，該SRAM芯片單粒子閂鎖測試機包括MCU、模擬電路選擇器、ADC轉換器、n+m個電阻，每個SRAM芯片的VCC端口作為列線，每個SRAM芯片的GND端口作為行線，位于相同列線上的VCC端口均電性連接在一起且再經由一個電阻連接至電源VCC，n個列線上相應具有η個電阻以監(jiān)控每個VCC端口的電流，位于相同行線上的GND端口均電性連接在一起且再經由另一個電阻連接至地GND, m個行線上相應具有m個電阻以監(jiān)控每個GND端口的電流，該ADC轉換器檢測n+m個電阻的電流信號以轉換為n+m個數字信號，該MCU通過控制該模擬電路選擇器選擇各個電流信號至ADC轉換器，該MCU接收ADC轉換后的各個電流信號進行分析，當第i行，第j列檢測到大電流，可以判斷第i行，第j列的SRAM芯片發(fā)生閂鎖。
[0007]作為上述方案的進一步改進，該SRAM芯片單粒子閂鎖測試機還包括放大電路，各個電流信號經該放大電路放大后再由該ADC轉換器轉換為相應的數字信號。
[0008]本實用新型的SRAM芯片單粒子閂鎖測試機，采用矩陣檢測機制，有效地解決了這個問題:由于每個子板的SRAM芯片數量眾多無法有效測試SRAM芯片的閂鎖的問題，即高效地完成了數量眾多的芯片閂鎖檢測問題。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0009]圖1為本實用新型第一實施方式提供的SRAM芯片單粒子閂鎖測試機的矩陣檢測電路的局部不意圖。
【具體實施方式】
[0010]為了使本實用新型的目的、技術方案及優(yōu)點更加清楚明白，以下結合附圖及實施例，對本實用新型進行進一步詳細說明。應當理解，此處所描述的具體實施例僅用以解釋本實用新型，并不用于限定本實用新型。
[0011]本實用新型的SRAM芯片單粒子閂鎖測試機用于檢測若干個SRAM芯片的閂鎖，本實用新型的創(chuàng)新之處在于采用矩陣式的結構對該若干個SRAM芯片的閂鎖進行檢測。
[0012]需要將該若干個SRAM芯片呈η Xm矩陣式排列，η行m列，n、m均為正整數，該SRAM芯片單粒子閂鎖測試機包括MCU、模擬電路選擇器、ADC轉換器、n+m個電阻。每個SRAM芯片的VCC端口作為列線，每個SRAM芯片的GND端口作為行線，位于相同列線上的VCC端口均電性連接在一起且再經由一個電阻連接至電源VCC，n個列線上相應具有η個電阻以監(jiān)控每個VCC端口的電流，位于相同行線上的GND端口均電性連接在一起且再經由另一個電阻連接至地GND，m個行線上相應具有m個電阻以監(jiān)控每個GND端口的電流。該ADC轉換器檢測n+m個電阻的電流信號以轉換為n+m個數字信號，該MCU通過控制該模擬電路選擇器選擇各個電流信號至ADC轉換器，該MCU接收ADC轉換后的各個電流信號進行分析，當第i行，第j列檢測到大電流，可以判斷第i行，第j列的SRAM芯片發(fā)生閂鎖。優(yōu)選地，該SRAM芯片單粒子閂鎖測試機還包括放大電路，各個電流信號經該放大電路放大后再由該ADC轉換器轉換為相應的數字信號。
[0013]接下去，對本實用新型的創(chuàng)新之處做詳細介紹。
[0014]實施例1
[0015]閂鎖檢測簡化的原理圖如圖1所示，4個SRAM芯片N1、N2、N3、N4排列為2X2陣列，VCC作為列線，GND作為行線。電阻R1-R4用于監(jiān)控每根電源/地的電流，其I歐阻值提供一個電壓降，該電壓經放大電路MAX4376 (圖未示)放大后由子板控制器的ADC (也可以采用單獨的ADC芯片)轉換為數字量，作為監(jiān)控的信號。
[0016]也就是說，3狀11芯片附、吧、吧、財的四個￥0:端口作為列線，SRAM芯片N1、N2、N3、N4的四個GND端口作為行線，位于相同列線上的VCC端口均電性連接在一起且再經由一個電阻連接至電源VCC，如SRAM芯片N1、N2的VCC端口電性連接在一起且再經由電阻Rl連接至電源VCC，SRAM芯片N3、N4的VCC端口電性連接在一起且再經由電阻R2連接至電源VCC。2個列線上相應具有2個電阻Rl、R2以監(jiān)控每個VCC端口的電流。位于相同行線上的GND端口均電性連接在一起且再經由另一個電阻連接至地6冊，如SRAM芯片N1、N3的GND端口電性連接在一起且再經由電阻R3連接至地GND，SRAM芯片N2、N4的GND端口電性連接在一起且再經由電阻R4連接至地GND。2個行線上相應具有2個電阻R3、R4以監(jiān)控每個GND端口的電流。
[0017]假設SRAM芯片N4芯片出現(xiàn)閂鎖，電阻R2、R4將檢測到大電流。該MCU實時監(jiān)控每一個SRAM芯片的閂鎖情況，當檢測到閂鎖發(fā)生后，通過系統(tǒng)總線發(fā)送給母板(上位機)，并復位該SRAM芯片。
[0018]實施例2
[0019]在本實用新型中，使用256片SRAM的電源與地組成16X16陣列，則總共需要檢測32路電流信號，可通過模擬電路選擇器MAX4051分別選擇各個電流信號至ADC轉換器，監(jiān)控
頻率每秒一次。
[0020]針對256塊SRAM芯片，如果使用本發(fā)明的矩陣檢測機制，那么256塊芯片只需2塊模擬電路選擇器，MCU只需提供2路AD轉換，8個控制引腳，每一次檢測只需要32次的AD轉換。
[0021]而對于原來的芯片栓鎖檢測機制，每一塊芯片需要一個檢測電路，每一個檢測電路都要消耗一個MCU的AD轉換引腳，假如一塊PCB上放256片芯片，如果選擇一塊16路的模擬選通器芯片，那么就需要16塊模擬選通器，共需要16路AD轉換引腳，另外需要64個MCU的控制引腳，而且MCU必須進行256次的AD轉換才能對所有的芯片進行一次檢測，對于一塊普通的MCU是沒有那么多的資源的。
[0022]比較可見，使用本發(fā)明的矩陣檢測機制AD轉換通道是原來的芯片的引腳數量只需原來的12.5%，轉換的AD次數是原來的12.5%。
[0023]以上所述僅為本實用新型的較佳實施例而已，并不用以限制本實用新型，凡在本實用新型的精神和原則之內所作的任何修改、等同替換和改進等，均應包含在本實用新型的保護范圍之內。
【權利要求】
1.一種SRAM芯片單粒子閂鎖測試機，其特征在于:其用于檢測若干個SRAM芯片的閂鎖，該若干個SRAM芯片呈nXm矩陣式排列，n、m均為正整數，該SRAM芯片單粒子閂鎖測試機包括MCU、模擬電路選擇器、ADC轉換器、n+m個電阻，每個SRAM芯片的VCC端口作為列線，每個SRAM芯片的GND端口作為行線，位于相同列線上的VCC端口均電性連接在一起且再經由一個電阻連接至電源VCC，η個列線上相應具有η個電阻以監(jiān)控每個VCC端口的電流，位于相同行線上的GND端口均電性連接在一起且再經由另一個電阻連接至地GND，m個行線上相應具有m個電阻以監(jiān)控每個GND端口的電流，該ADC轉換器檢測n+m個電阻的電流信號以轉換為n+m個數字信號，該MCU通過控制該模擬電路選擇器選擇第i行以及第j列的電流信號至ADC轉換器，該MCU接收ADC轉換后的電流信號，根據電流大小是否超過某個閾值判斷第i行，第j列的SRAM芯片是否發(fā)生閂鎖。
2.如權利要求1所述的SRAM芯片單粒子閂鎖測試機，其特征在于:該SRAM芯片單粒子閂鎖測試機還包括放大電路，各個電流信號經該放大電路放大后再由該ADC轉換器轉換為相應的數字信號。
【文檔編號】G11C29/56GK203535964SQ201320735260
【公開日】2014年4月9日 申請日期:2013年11月19日 優(yōu)先權日:2013年11月19日
【發(fā)明者】貢頂 申請人:蘇州珂晶達電子有限公司