一种1553B接口电路单粒子效应检测装置

摘要

本发明公开了一种1553B接口电路单粒子效应检测装置，通过1553B总线与监控主机进行连接，在真实的1553B总线通信环境下，试验人员通过监控主机控制DSP向被测1553B接口电路发送各种测试模式，进行多场景多向量多轮次的单粒子效应测试，通过DSP将被测1553B接口电路在辐照源的照射下的单粒子翻转、单粒子闩锁、单粒子功能中断等各种单粒子效应检测出来，能够完成高低温、真空等不同环境条件下的试验测试，取得可靠、有效的试验数据，从而提高试验数据的可靠性和置信度；本发明通过取样电路可以对1553B电路中协议逻辑电路和收发器的电流等多路电流进行监测和控制，对接收数据和分析结果给出正确有效的反馈控制。

说明书

技术领域

本发明涉及一种1553B接口电路单粒子效应检测装置，用于检测1553B接口电路单粒子翻转、单粒子闩锁、单粒子功能中断等单粒子效应。

背景技术

国内外的器件级单粒子试验，通常采用在同一测试向量下辐照器件和非辐照器件的输出进行比对的方法，通过比较输出结果的差异来判定单粒子效应。比较手段可采用外部监听或手工操作，即在辐照环境下在测试系统中外接逻辑分析仪、示波器和电流表的方式，对辐照器件和非辐照器件进行观测，辐照器件发生单粒子闩锁时，记录数据并人工切断电源。但1553B接口电路内部嵌入了SRAM存储器，采用传统方法，利用示波器观测只能观测到外围接口的逻辑，对内部存储器翻转的观测能力有限，无法有效地评估出单粒子翻转的次数；同时，1553B作为串行通信总线，1553B接口电路单粒子效应下的功能中断，只能在实际的1553B总线通信情况下，才能评定，因此1553B接口电路的单粒子效应检测系统不能采用辐照器件与非辐照器件输出比对的方法，而应模拟真实的多节点1553B总线系统。

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1553B接口电路单粒子效应检测装置，在真实的1553B总线通信环境下将1553B接口电路配置为各种运行模式，进行符合1553B总线标准的单粒子效应测试和评估。

本发明方法的技术解决方案是：一种1553B接口电路单粒子效应检测装置，包括测试电路板、辐射源、电流检测模块、监控主机，辐射源用于对被测1553B接口电路进行辐射，测试电路板由DSP、CPLD、SRAM、FLASH、取样电路组成，被测1553B接口电路连接在测试电路板中，DSP通过CPLD与被测1553B接口电路相连接用于对被测1553B接口电路进行各种测试模式的初始化配置以及接收发生单粒子效应时被测1553B接口电路中寄存器和存储器的状态数据，FLASH中存储各种测试模式的初始化程序，SRAM用于存储发生单粒子效应时被测1553B接口电路中寄存器和存储器的状态数据，取样电路对发生单粒子效应时被测1553B接口电路的闩锁电流进行取样，监控主机通过串口向DSP发送测试模式初始化指令，并对DSP接收的发生单粒子效应时被测1553B接口电路中寄存器和存储器的状态数据进行显示，监控主机通过1553B总线与被测1553B接口电路进行通信用于收发满足1553B标准的消息，电流检测模块对取样电路取样的闩锁电流进行数据采集并由监控主机进行显示。

还包括远程终端，远程终端通过以太网络与监控主机通信用于远程监控。

本发明与现有技术相比有益效果为：

(1)本发明通过1553B总线与监控主机进行连接，在真实的1553B总线通信环境下，试验人员通过监控主机控制DSP向被测1553B接口电路发送各种测试模式，进行多场景多向量多轮次的单粒子效应测试，通过DSP将被测1553B接口电路在辐照源的照射下的单粒子翻转、单粒子闩锁、单粒子功能中断等各种单粒子效应检测出来，能够完成高低温、真空等不同环境条件下的试验测试，取得可靠、有效的试验数据，从而提高试验数据的可靠性和置信度；

(2)本发明通过取样电路可以对1553B电路中协议逻辑电路和收发器的电流等多路电流进行监测和控制，对接收数据和分析结果给出正确有效的反馈控制。

附图说明

图1为本发明单粒子效应检测装置组成结构图；

图2为本发明测试电路板的组成结构图；

图3为本发明单粒子效应检测流程图。

具体实施方式

如图1、2所示，本检测装置包括测试电路板、监控主机、电流检测模块、电源和辐照源，测试电路板由处理器(DSP)、CPLD、SRAM、FLASH、取样电路组成，被测1553B接口电路连接在测试电路板中，DSP通过CPLD与被测1553B接口电路相连接用于对被测1553B接口电路进行各种测试模式的初始化配置以及接收发生单粒子效应时被测1553B接口电路中寄存器和存储器的状态数据，FLASH中存储各种测试模式的初始化程序，通过编制各种测试模式程序，可将1553B接口电路配置为各种运行模式，完成单粒子效应测试，SRAM用于存储发生单粒子效应时被测1553B接口电路中寄存器和存储器的状态数据，监控主机通过RS232接口向DSP发送测试模式初始化指令，DSP通过CPLD对被测1553B接口电路进行各种测试模式的初始化配置，DSP收到被测1553B接口电路反馈的中断信息后，监控主机通过1553B总线与被测1553B接口电路进行通信，监控主机向被测1553B接口电路收发满足1553B标准的消息，辐射源工作对被测1553B接口电路进行辐照，被测1553B接口电路在辐射源的辐射下发生单粒子效应，DSP通过CPLD接收发生单粒子效应时被测1553B接口电路中寄存器和存储器的状态数据，取样电路对发生单粒子效应时被测1553B接口电路的闩锁电流进行取样，电流检测模块对取样电路取样的闩锁电流进行数据采集并由监控主机进行显示，该检测装置可以用于在真实的1553B总线通信环境下，可以检测1553B接口电路单粒子翻转(SEU)、单粒子闩锁(SEL)、单粒子功能中断(SEFI)等各种单粒子效应。

通过配置转接电缆、法兰盘，可将测试电路板置于真空罐或高低温试验箱中，以完成高低温、真空等不同环境条件下的测试试验。

处理器采用通用的TMS320C32 DSP，被测1553B接口电路采用广泛应用的、主流的B61580。CPLD通过JTAG接口进行程序注入，取样电路对发生单粒子效应时被测1553B接口电路中协议逻辑电路和收发器的闩锁电流进行取样并输出至电路监测模块。监控主机通过RS232接口与处理器通信，并通过面向测试应用的人机界面，可以完成多场景多向量的测试，根据每一被测电路的不同要求，灵活方便地定制不同的试验流程和测试模式。

本发明采用网络连接方式对监控主机进行远程登录，将远程终端通过网络与监控主机连接，实现对监控主机的控制，对单粒子效应检测系统的状态进行实时的监控，实时处理检测系统发送来的数据，并生成图形化的试验报告，对检测系统上电、复位或启动自检，并可以有效保障人员的安全。

如图3所示，本发明单粒子效应检测流程为：

(1)设置单粒子闩锁阈值等参数；

(2)监控主机控制主控处理器对被测1553B接口电路设置对应的工作模式参数；

(3)被测1553B接口电路按设定的模式开始工作，执行内部存储器/寄存器的读写，或BC/RT节点的通信；同时将操作结果实时反馈到处理器，处理器并将测试结果通过串口反馈到监控主机；

(4)监控主机对测试结果进行处理，根据处理后的结果判断是否需要重新配置测试场景，若需要对测试场景重新进行配置，则根据处理结果确定新的测试向量，进行新一轮的测试；若不需要重新配置，则保持原有测试场景，继续运行；

测试结果发送给远程终端，远程终端对测试结果进行规范化处理、显示并自动生成测试报告。

下面介绍上述试验流程中的具体测试方法。

实施例1：

测试向量：在辐射环境下测试存储器发生单粒子翻转的数目(仅记录翻转数目，不记录发生翻转的地址)，属于SEU和SEL测试。

测试对象：B61580内部4K SRAM存储器。

测试环境：重粒子环境

测试方案：通过处理器DSP读写被测1553B接口电路内部4K存储器，自动判断各个单元有无翻转，并将累加的翻转数目通过串口送到监控主机，以直观的图形化的形式显示出来。

测试方案流程：

(1)通过监控主机设置特定的存储器测试图形；

(2)监控主机向处理器发送存储器测试命令；

(3)主控处理器接收到正确的存储器测试命令，向监控主机发送ACK应答，同时向B61580内部4K存储器写入测试图形；若命令不正确(校验错或超时)，向监控主机发送NAK应答，以提示试验人员加粒子束与否；

(4)监控主机收到主控处理器的“命令正确”应答(ACK)后，辐照试验开始，在监控主机上观察存储器翻转数目及电流闩锁情况；

(5)达到规定的辐照阈值，试验停止，记录试验数据并生成报告；转换测试场景或进行下一轮试验。

实施例2

测试向量：在辐射环境下，对B61580接口电路进行功能测试，观测其在实际的1553B总线通信状态下，受单粒子影响的SEU、SEFI和SEL效应。功能测试有多个测试场景，具体可分为：

通过在功能测试下的BC模式界面中设置参数或配置寄存器和存储器，可进行总线控制器(BC)模式的SEU、SEFI、SEL检测。

通过功能测试下的RT模式界面中的“RT发送数据”和“RT接收数据”菜单可进行RT模式的SEU、SEFI、SEL检测。

使用功能测试里的“BC模式A通道”菜单和“BC模式B通道”菜单可进行两个收发单元的SEL测试。

测试对象：B61580电路内部协议逻辑、寄存器、存储器及收发器A/B通道。

测试环境：重粒子环境

测试方案：当进行功能测试时，通过主控处理器将1553B接口电路初始化成BC节点或RT节点，与1553B基准测试模块在真实的1553B总线环境下连接，进行全功能通信测试，以检测单粒子效应对协议逻辑电路和收发器电路的影响。

测试方案流程：

(1)监控主机向处理器发送对应测试场景的测试命令；

(2)主控处理器接收到正确的功能测试命令，向监控主机发送ACK应答，同时将B61580初始化成规定的功能模式；若命令不正确(校验错或超时)，向监控主机发送NAK应答，以提示试验人员加粒子束与否；

(3)监控主机收到主控处理器的“命令正确”应答(ACK)后，辐照试验开始，在监控主机上观察1553B通信情况及电流闩锁情况；

(4)达到规定的辐照阈值，试验停止，记录试验数据并生成报告；转换测试场景或进行下一轮试验。

实施例3

测试向量：在辐射环境下，对B61580接口电路进行方式码功能测试，观测其总线管理及控制功能相对应的逻辑电路，受单粒子效应影响的SEU、SEFI和SEL。

测试对象：B61580电路内部协议逻辑、寄存器、存储器。

测试环境：重粒子辐射环境

测试方案：BC模式下的方式码测试，其实质是B61580作为BC，按照选定的方式码，向总线上发出相应的方式码命令。可进行总线控制器BC模式下方式码的SEU、SEFI、SEL检测。

RT模式下的方式码测试，其实质是B61580作为RT，按照设定的方式码非法化表，对从总线上接收到的方式码命令，进行正确响应。可进行总线控制器RT模式下方式码的SEU、SEFI、SEL检测。

测试方案流程：

(1)监控主机向主控处理器发送方式码测试命令；

(2)主控处理器接收到正确的方式码测试命令，向监控主机发送ACK应答，同时将B61580初始化成规定的方式码功能模式；若命令不正确(校验错或超时)，向监控主机发送NAK应答，以提示试验人员加粒子束与否；

(3)监控主机收到主控处理器的“命令正确”应答(ACK)后，辐照试验开始，在监控主机上观察1553B通信情况及电流闩锁情况；

(5)达到规定的辐照阈值，试验停止，记录试验数据并生成报告；转换测试场景或进行下一轮试验。