本發(fā)明屬于輻射效應(yīng)研究領(lǐng)域及測試測量領(lǐng)域，具體涉及一種輻射效應(yīng)通用測試系統(tǒng)及測試方法。

背景技術(shù)：

宇航用電子器件工作在帶電粒子構(gòu)成的輻射環(huán)境中，面臨著輻射效應(yīng)的嚴重威脅，輻射效應(yīng)已經(jīng)成為航天器可靠性問題的主要來源之一?？臻g輻射環(huán)境中的高能質(zhì)子、重離子、中子，α粒子等都能導(dǎo)致半導(dǎo)體電子器件產(chǎn)生輻射效應(yīng)，主要包括總劑量效應(yīng)、單粒子翻轉(zhuǎn)效應(yīng)、單粒子瞬態(tài)效應(yīng)、單粒子閉鎖效應(yīng)。受到輻射效應(yīng)的影響半導(dǎo)體器件會產(chǎn)生參數(shù)性能的退化或器件失效的現(xiàn)象，嚴重影響衛(wèi)星電子系統(tǒng)壽命及可靠性。因此對半導(dǎo)體器件抗輻照性能評估和半導(dǎo)體器件輻射效應(yīng)失效行為和機理的研究非常重要，這就需要能有相應(yīng)的測試系統(tǒng)進行各種器件的輻射效應(yīng)測試。

受到輻射效應(yīng)影響最明顯的主要有存儲器、可編程邏輯陣列(fpga)、中央處理器(cpu)等數(shù)字集成電路器件，數(shù)模轉(zhuǎn)換器(dac)、模數(shù)轉(zhuǎn)換器(adc)等數(shù)模混合器件和運放、單晶體管等模擬器件。

目前的輻射效應(yīng)測試系統(tǒng)，數(shù)字電路測試的主流方式是研發(fā)人員以單片機或fpga為核心自行設(shè)計。參見專利申請?zhí)?01510142211.3，名稱為“一種存儲器單粒子翻轉(zhuǎn)效應(yīng)的檢測系統(tǒng)及方法”；專利申請?zhí)?01210593075.6，名稱為“一種輻射效應(yīng)測試方法、裝置及系統(tǒng)”；專利申請?zhí)?01410854882.8，名稱為“一種ccd探測器輻射效應(yīng)試驗裝置”。這種測試系統(tǒng)通常包括測試電路的硬件設(shè)計，pcb設(shè)計與硬件調(diào)試，上位機軟件開發(fā)。

但是這種類型的測試系統(tǒng)開發(fā)過程耗時耗力，并且針對性非常強，只能針對某一特定類型器件測試。而輻射效應(yīng)研究對象包括的電子器件種類繁多，研究人員需要反復(fù)進行測試系統(tǒng)開發(fā)。針對這種現(xiàn)象專利申請?zhí)?01610240286.x，名稱為“一種模塊化數(shù)字集成電路輻射效應(yīng)在線測試系統(tǒng)及測試方法”開發(fā)了一套具備一定通用性的測試系統(tǒng)，但是這種測試系統(tǒng)一方面測試速度慢，無法實現(xiàn)高速和大規(guī)模器件測試；另外一方面只能進行純數(shù)字電路的測試，對于輻射效應(yīng)中研究頻繁的數(shù)?；旌虾图兡M器件無能為力。

對于數(shù)?；旌虾湍M器件的輻射效應(yīng)測試目前主要使用專門的半導(dǎo)體測試設(shè)備，這類設(shè)備價格昂貴，針對性非常強，只能針對某一類器件的測試。并且設(shè)備通常規(guī)模較大，不宜移動，而研究人員需要帶著設(shè)備到國內(nèi)不同城市的加速器，輻射源或反應(yīng)堆等環(huán)境去開展實驗，大型設(shè)備有明顯的局限性。

根據(jù)上述介紹，總結(jié)出來針對現(xiàn)有輻射效應(yīng)測試系統(tǒng)，主要存在以下

三個方面技術(shù)缺陷：

1.通用性不夠，現(xiàn)有測試系統(tǒng)高度針對性，導(dǎo)致研究人員反復(fù)面臨測試系統(tǒng)開發(fā)難題。

2.研究人員自行研制數(shù)字電路測試系統(tǒng)普遍存在精度和時鐘速度難以提升。

3.模擬或數(shù)?；旌蠝y試采用的半導(dǎo)體專業(yè)測試平臺價格昂貴且難以滿足便攜性要求。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

為了解決背景技術(shù)中所述技術(shù)問題，本發(fā)明提供了一種能實現(xiàn)數(shù)字、模擬、數(shù)?；旌系雀鞣N半導(dǎo)體器件均能夠通用的，并且測試精度、速度都明顯提高的輻射效應(yīng)通用測試系統(tǒng)及測試方法。

本發(fā)明的具體技術(shù)方案是：

本發(fā)明提供了一種輻射效應(yīng)通用測試系統(tǒng)包括控制器、多個儀器模塊以及pxie機箱；所述多個儀器模塊包括高速數(shù)字io、任意波形發(fā)生器、高速模擬采集卡、高精模擬采集卡、矩陣開關(guān)、精密電流電壓源

控制器和多個儀器模塊裝在pxie機箱內(nèi)；pxie機箱提供連接端口；

控制器用于編輯生成儀器模塊操作列表、建立測試任務(wù)列表、控制和調(diào)度儀器模塊實現(xiàn)儀器的操作完成測試流程；

高速數(shù)字io在控制器控制下進行數(shù)字信號時序輸出，用于給被測目標(biāo)物提供數(shù)字信號激勵以及輸出數(shù)字信號的采集；

任意波形發(fā)生器在控制器控制下提供雙通道單端或差分模擬信號輸出，給被測目標(biāo)物提供模擬信號激勵；

高精模擬采集卡在控制器控制下進行高精度電壓測量；

高速模擬采集卡在控制器控制下進行模擬波形記錄；

矩陣開關(guān)在控制器控制下進行信號連接切換；

精密電流電壓源負責(zé)在控制器控制下給芯片提供高精度參考電壓和芯片供電。

該測試系統(tǒng)具備在線測試和離線測試兩種工作模式；在線測試時遠程計算機置于工作間，通過網(wǎng)口連接對控制器進行遠程控制；非在線測試時(移位測試)不需要遠程計算機，直接將顯示器、鼠標(biāo)、鍵盤等外設(shè)連接到控制器上使用；

上述控制器還包括單粒子瞬態(tài)測試模塊；單粒子瞬態(tài)測試模塊針對激光微束平臺環(huán)境單粒子瞬態(tài)效應(yīng)實驗添加了實時脈沖特征提取，脈沖二次篩選，趨勢分析功能。

上述控制器還包括信號定時監(jiān)測模塊；測試電路電源線路串入電流采樣電阻后，可將功耗電流轉(zhuǎn)換成電壓信號，并通過高精模擬采集卡監(jiān)測。信號定時監(jiān)測模塊用于控制高精模擬采集卡實現(xiàn)功耗電流定時監(jiān)測。

上述控制器還包括數(shù)據(jù)處理插件接口用于加載自定義數(shù)據(jù)處理插件，針對不同的測試可以開發(fā)不同的數(shù)據(jù)處理插件實現(xiàn)測試數(shù)據(jù)的實時處理。

上述控制器內(nèi)嵌脈沖信號源，用于發(fā)射同步觸發(fā)信號源實現(xiàn)多個硬件模塊工作的精確同步控制。

本發(fā)明還提出一種基于該系統(tǒng)的測試方法，包括以下步驟：

1)封裝所有儀器模塊底層驅(qū)動命令，形成儀器模塊操作；

數(shù)字io的儀器操作包括數(shù)字io的配置類操作、數(shù)字io的數(shù)據(jù)流操作以及數(shù)字io的io類操作；

數(shù)字io的配置類操作包括通道分配、數(shù)字io的時鐘配置、數(shù)字io的觸發(fā)配置以及信號路由配置；數(shù)字io的數(shù)據(jù)流操作包括向量文件下載、命令腳本下載以及數(shù)據(jù)讀?。粩?shù)字io的io類操作包括數(shù)字io的io執(zhí)行、等待結(jié)束以及發(fā)送軟件觸發(fā)；

任意波形發(fā)生器的儀器操作包括任意波形發(fā)生器的配置類操作、任意波形發(fā)生器的數(shù)據(jù)流操作以及任意波形發(fā)生器的io類操作；

任意波形發(fā)生器的配置類操作包括任意波形發(fā)生器的時鐘配置、任意波形發(fā)生器的觸發(fā)配置；任意波形發(fā)生器的數(shù)據(jù)流操作包括波形文件下載、命令腳本下載；任意波形發(fā)生器的io類操作包括i任意波形發(fā)生器的o執(zhí)行；

高速模擬采集卡的儀器操作包括高速模擬采集卡的配置類操作、高速模擬采集卡的數(shù)據(jù)流操作、高速模擬采集卡的io類操作；

高速模擬采集卡的配置類操作為配置高速模擬采集卡所有參數(shù)；高速模擬采集卡的數(shù)據(jù)流操作為讀取高速模擬采集卡采集的波形數(shù)據(jù)；高速模擬采集卡的io類操作包括高速模擬采集卡的波形采樣以及等待完成；

高精模擬采集卡的儀器操作包括高精模擬采集卡的配置類操作、高精模擬采集卡的數(shù)據(jù)流操作、高精模擬采集卡的io類操作；

高精模擬采集卡的配置類操作為配置高精模擬采集卡所有參數(shù)；高精模擬采集卡的數(shù)據(jù)流操作為讀取高精模擬采集卡采集的波形數(shù)據(jù)；高精模擬采集卡的io類操作包括高精模擬采集卡的波形采樣、電壓測量以及等待結(jié)束；

精密電流電壓源、矩陣開關(guān)以及控制器的儀器操作為精密電流電壓源的io類操作、矩陣開關(guān)的io類操作以及控制器的io類操作；

精密電流電壓源的io類操作為根據(jù)參數(shù)配置不同進行精確的電壓或電流輸出；

矩陣開關(guān)的io類操作為開關(guān)切換；

控制器的io類操作為脈沖輸出；

2)拆分儀器模塊操作流程；

針對所要測試的目標(biāo)物，參照測試系統(tǒng)各儀器模塊所支持的儀器模塊

操作將需要進行的被測物的測試流程按照順序拆分成儀器模塊操作流程；

3)根據(jù)儀器模塊操作流程創(chuàng)建操作列表；

4)選中待操作的儀器模塊及其操作，輸入相應(yīng)配置參數(shù)，依次向操作列表中添加儀器模塊操作，將儀器模塊所有操作按照先后順序添加至操作列表后構(gòu)成了一個完整的儀器模塊操作流程；

5)創(chuàng)建測試任務(wù)；

將步驟4)中儀器模塊操作流程打包并設(shè)置其循環(huán)次數(shù)，建立測試任務(wù)；

6)重復(fù)步驟3)至步驟5)，建立被測目標(biāo)物的所有測試任務(wù)，形成測試任務(wù)列表；

7)根據(jù)測試任務(wù)列表執(zhí)行被測目標(biāo)物的測試。

本發(fā)明的有益效果是：

1.本發(fā)明針對背景技術(shù)中總結(jié)的國內(nèi)現(xiàn)有輻射效應(yīng)測試系統(tǒng)三方面技術(shù)缺點，通過采用pxie機箱將多個儀器模塊進行集成，研制了一種高性能、便攜性、通用于數(shù)字器件、模擬器件、數(shù)?；旌掀骷y試的輻射效應(yīng)通用測試系統(tǒng)。

2.本發(fā)明的測試方法，將儀器模塊與被測目標(biāo)物連接后，所有測試的實現(xiàn)都由包括io口操作、配置操作、數(shù)據(jù)流操作三類基本的儀器操作為基本單元按照一定順序執(zhí)行完成。任何一種器件的測試流程都可以細分成一系列這樣的儀器操作按照一定順序的排列，按此順序依次執(zhí)行各個步驟的儀器操作即可完成器件的測試，實現(xiàn)了多種半導(dǎo)體器件在一個系統(tǒng)上的通用測試。

3.本發(fā)明為模擬信號輸出器件的單粒子瞬態(tài)效應(yīng)設(shè)計的單粒子瞬態(tài)測試模塊，專門針對激光微束平臺環(huán)境單粒子瞬態(tài)效應(yīng)實驗添加了實時脈沖特征提取，脈沖二次篩選，趨勢分析等功能。使得科研人員在實驗過程中更有目的性的進行實驗開展，簡化了實驗后的數(shù)據(jù)分析處理，極大的提高了科研人員實驗效率。

4.本發(fā)明為功耗電流監(jiān)測設(shè)計的信號定時監(jiān)測模塊，為輻射效應(yīng)測試時芯片的功耗電流提供了便捷和高精度的定時監(jiān)測功能。

附圖說明

圖1本發(fā)明的系統(tǒng)框圖；

圖2本發(fā)明測試方法的流程圖；

圖3單粒子瞬態(tài)捕捉模塊軟件界面；

圖4dac總劑量效應(yīng)測試硬件互連原理圖；

圖5dac總劑量效應(yīng)測試流程圖；

圖6dac總劑量效應(yīng)測試儀器模塊操作流程圖；

圖7dac總劑量效應(yīng)測試操作列表編輯過程軟件界面截圖；

圖8dac總劑量效應(yīng)測試測試任務(wù)創(chuàng)建過程軟件界面截圖；

圖9dac7621總劑量效應(yīng)測試零劑量點測試的轉(zhuǎn)移特性曲線圖；

圖10dac7621總劑量效應(yīng)測試零劑量點測試的dnl曲線圖；

圖11dac7621總劑量效應(yīng)測試零劑量點測試的inl曲線圖；

圖12dac7621總劑量效應(yīng)測試不同累計劑量下轉(zhuǎn)移特性曲線圖；

圖13dac單粒子瞬態(tài)測試硬件互連原理圖；

圖14dac單粒子瞬態(tài)測試儀器模塊操作流程圖；

圖15dac7621芯片某位置在不同能量激光脈沖轟擊下所產(chǎn)生的瞬態(tài)脈沖波形圖。

具體實施方式

以下結(jié)合附圖對本發(fā)明做詳細說明。

測試系統(tǒng)架構(gòu)

測試系統(tǒng)硬件模塊根據(jù)具體速度、精度、和通道數(shù)等各方面指標(biāo)需求進行選型，為實現(xiàn)數(shù)字、模擬、數(shù)?；旌掀骷臏y試，必須同時具備數(shù)字信號輸出和采集、模擬信號輸出和采集、精密電源等資源，另外添加開關(guān)資源進行通道拓展。

如附圖1，本發(fā)明所提供輻射效應(yīng)通用測試系統(tǒng)硬件包括遠程計算機、控制器、400mhz高速數(shù)字io、1.25gs/s任意波形發(fā)生器、4gs/s高速模擬采集卡、16bit高精模擬采集卡、4×64路矩陣開關(guān)、16bit精密電流電壓源等儀器模塊和pxie機箱；

控制器上承擔(dān)以下功能：

a.編輯生成儀器操作列表，建立測試任務(wù)列表；

b.控制和調(diào)度其他硬件模塊按照儀器操作列表順序?qū)崿F(xiàn)儀器的操作，完成測試流程；

c.處理并保存測試系統(tǒng)采集的原始數(shù)據(jù)。

在線測試時遠程計算機置于工作間，通過網(wǎng)口連接對控制器進行遠程控制。整套pxie測試系統(tǒng)在輻照間施加屏蔽，通過線纜連接到輻照板上。非在線測試時(移位測試)不需要遠程計算機，直接將顯示器、鼠標(biāo)、鍵盤等連接到控制器上。

數(shù)字io負責(zé)在控制器控制下進行數(shù)字信號時序輸出，給被測目標(biāo)物提供數(shù)字信號激勵，并采集芯片輸出的數(shù)字信號；任意波形發(fā)生器負責(zé)在控制器控制下提供雙通道單端或差分模擬波形輸出，給被測目標(biāo)物提供模擬信號激勵；高精模擬采集卡負責(zé)在控制器控制下進行高精度電壓測量；高速模擬采集卡負責(zé)在控制器控制下進行模擬波形記錄；矩陣開關(guān)負責(zé)在控制器控制下進行信號連接切換；精密電流電壓源負責(zé)在控制器控制下負責(zé)給芯片提供高精度參考電壓和芯片供電；另外控制器內(nèi)嵌脈沖信號源，可作為同步觸發(fā)信號源；所有硬件模塊插入pxie機箱中，機箱提供所有模塊的總線連接和散熱環(huán)境。

測試方法中所有測試的實現(xiàn)都由一系列基本的儀器操作為基本單元按照一定順序執(zhí)行完成。任何一種器件的測試流程都可以細分成一系列這樣的儀器操作按照一定順序的排列，按此順序依次執(zhí)行各個步驟的儀器操作即可完成器件的測試。這些基本的儀器操作包括：io口操作、配置操作、數(shù)據(jù)流操作；

1)io操作：io操作對應(yīng)于電子器件測試的信號激勵和輸出信號采集，包括采樣操作、輸出操作、輸出狀態(tài)切換操作、采集狀態(tài)切換操作；

2)配置操作；

各個儀器模塊開始工作之前的一系列參數(shù)配置，包括功能模式配置、時鐘與延遲配置、觸發(fā)配置、信號路由配置、輸出參數(shù)配置、采集參數(shù)配置。

3)數(shù)據(jù)流操作；

待輸出波形和向量文件下載到儀器內(nèi)存操作(將波形和向量文件從計算機下載到儀器板載內(nèi)存)、信號采集儀器數(shù)據(jù)讀取操作(將信號采集儀器采集并緩存在板載內(nèi)存中數(shù)據(jù)讀回計算機供軟件處理)；

區(qū)別于傳統(tǒng)的以具體某項測試應(yīng)用為對象的軟件設(shè)計方法，本軟件設(shè)計以儀器操作為對象，不針對具體測試應(yīng)用。傳統(tǒng)的以具體某項測試為對象而設(shè)計的軟件將儀器操作步驟(測試流程)和數(shù)據(jù)處理固化在軟件之中，用戶不可修改，系統(tǒng)集成后只能完成其所針對的特定測試應(yīng)用。對于非預(yù)定測試應(yīng)用即使硬件模塊具備相應(yīng)的功能，由于軟件功能的限制無法支持和實現(xiàn)，導(dǎo)致軟件設(shè)計對硬件功能的限制。

本發(fā)明所提供輻射效應(yīng)通用測試系統(tǒng)軟件以本發(fā)明中提出的基于儀器操作的測試方法為理論基礎(chǔ)，通過將儀器驅(qū)動函數(shù)封裝成一系列最基本的儀器操作函數(shù)，通過與labview狀態(tài)機相結(jié)合實現(xiàn)測試的儀器操作流程的任意靈活配置。軟件在界面上提供用戶根據(jù)器件測試流程進行儀器操作列表的編輯，編輯完成后軟件根據(jù)操作列表依次調(diào)度和控制各個儀器模塊相互配合實現(xiàn)器件測試。

通過儀器操作流程和數(shù)據(jù)處理插件相結(jié)合實現(xiàn)測試流程和數(shù)據(jù)處理可配置，實現(xiàn)硬件功能范圍內(nèi)所有測試應(yīng)用的通用，消除軟件設(shè)計對硬件功能的限制，實現(xiàn)硬件功能的最大化發(fā)揮。

測試方法為整個測試系統(tǒng)實現(xiàn)通用性的核心，以labview軟件為開發(fā)環(huán)境，labview軟件通過不同測試儀器操作流程和數(shù)據(jù)處理自定義兩個方面實現(xiàn)測試系統(tǒng)通用性。

如圖2，該方法的具體步驟如下：

1)封裝所有儀器模塊底層驅(qū)動命令，形成儀器模塊操作；

數(shù)字io的儀器操作包括數(shù)字io的配置類操作、數(shù)字io的數(shù)據(jù)流操作以及數(shù)字io的io類操作；

數(shù)字io的配置類操作包括通道分配、數(shù)字io的時鐘配置、數(shù)字io的觸發(fā)配置以及信號路由配置；數(shù)字io的數(shù)據(jù)流操作包括向量文件下載、命令腳本下載以及數(shù)據(jù)讀取；數(shù)字io的io類操作包括數(shù)字io的io執(zhí)行、等待結(jié)束以及發(fā)送軟件觸發(fā)；

任意波形發(fā)生器的儀器操作包括任意波形發(fā)生器的配置類操作、任意波形發(fā)生器的數(shù)據(jù)流操作以及任意波形發(fā)生器的io類操作；

任意波形發(fā)生器的配置類操作包括任意波形發(fā)生器的時鐘配置、任意波形發(fā)生器的觸發(fā)配置；任意波形發(fā)生器的數(shù)據(jù)流操作包括波形文件下載、命令腳本下載；任意波形發(fā)生器的io類操作包括i任意波形發(fā)生器的o執(zhí)行；

高速模擬采集卡的儀器操作包括高速模擬采集卡的配置類操作、高速模擬采集卡的數(shù)據(jù)流操作、高速模擬采集卡的io類操作；

高速模擬采集卡的配置類操作為配置高速模擬采集卡所有參數(shù)；高速模擬采集卡的數(shù)據(jù)流操作為讀取高速模擬采集卡采集的波形數(shù)據(jù)；高速模擬采集卡的io類操作包括高速模擬采集卡的波形采樣以及等待完成；

高精模擬采集卡的儀器操作包括高精模擬采集卡的配置類操作、高精模擬采集卡的數(shù)據(jù)流操作、高精模擬采集卡的io類操作；

高精模擬采集卡的配置類操作為配置高精模擬采集卡所有參數(shù)；高精模擬采集卡的數(shù)據(jù)流操作為讀取高精模擬采集卡采集的波形數(shù)據(jù)；高精模擬采集卡的io類操作包括高精模擬采集卡的波形采樣、電壓測量以及等待結(jié)束；

精密電流電壓源、矩陣開關(guān)以及控制器的儀器操作為精密電流電壓源的io類操作、矩陣開關(guān)的io類操作以及控制器的io類操作；

精密電流電壓源的io類操作為根據(jù)參數(shù)配置不同進行精確的電壓或電流輸出；

矩陣開關(guān)的io類操作為開關(guān)切換；

控制器的io類操作為脈沖輸出；

將各個儀器模塊底層驅(qū)動函數(shù)封裝成相對應(yīng)的儀器操作函數(shù)，每個儀器操作函數(shù)實現(xiàn)一個儀器模塊的某一個基本操作。根據(jù)具體型號儀器模塊支持的功能，儀器操作函數(shù)會有差異。封裝基本原則是每一個儀器操作函數(shù)只實現(xiàn)一個最基本基本操作，封裝層次過高將會導(dǎo)致靈活性不夠。

本發(fā)明所提供輻射效應(yīng)通用測試系統(tǒng)儀器操作函數(shù)如下表：

表1

所有封裝的儀器操作函數(shù)接口一致，并置于labveiw狀態(tài)機模型中，(循環(huán)結(jié)構(gòu)中嵌套條件結(jié)構(gòu)，條件結(jié)構(gòu)每一個分支放置一個儀器操作函數(shù))構(gòu)成軟件的測試執(zhí)行核心程序，這樣的設(shè)計使得程序可以根據(jù)操作列表來具體決定每一步儀器模塊操作的執(zhí)行。

步驟2)拆分儀器模塊操作流程；

針對所要測試的目標(biāo)物，參照測試系統(tǒng)各儀器模塊所支持的儀器模塊操作將需要進行的被測物的測試流程按照順序拆分成儀器模塊操作流程；數(shù)字輸入輸出、模擬輸入輸出、開關(guān)、電源等資源齊全，并且可將所有儀器操作按照任意流程排列，即按任意順序調(diào)度各個資源配合實現(xiàn)任意的測試流程，因此測試系統(tǒng)可以實現(xiàn)各種不同器件輻射效應(yīng)測試的通用性。

步驟3)根據(jù)儀器模塊操作流程創(chuàng)建操作列表；

步驟4)選中待操作的儀器模塊依次向操作列表中添加儀器模塊操作，將儀器模塊所有操作按照先后順序添加至操作列表后構(gòu)成了一個完整的儀器模塊操作流程；

步驟5)創(chuàng)建測試任務(wù)；

將步驟4)中儀器模塊操作流程打包并設(shè)置其循環(huán)次數(shù)，建立測試任務(wù)；

步驟6)重復(fù)步驟3)至步驟5)，建立被測目標(biāo)物的所有測試任務(wù)，形成測試任務(wù)列表；

步驟7)根據(jù)測試任務(wù)列表執(zhí)行被測目標(biāo)物的測試。

針對有些測試數(shù)據(jù)量大，數(shù)據(jù)處理復(fù)雜，不同測試數(shù)據(jù)處理算法不兼容，本測試系統(tǒng)采用獨立并行線程進行數(shù)據(jù)的實時處理和保存，數(shù)據(jù)處理線程核心通過動態(tài)調(diào)用數(shù)據(jù)處理插件進行數(shù)據(jù)計算。根據(jù)插件接口標(biāo)準，針對不同測試開發(fā)相應(yīng)的插件便于實現(xiàn)不同測試數(shù)據(jù)實時處理。這種方式也便于實現(xiàn)數(shù)據(jù)處理與保存的某些自定義要求。系統(tǒng)默認插件只進行原始數(shù)據(jù)保存。

針對多數(shù)輻射效應(yīng)實驗均需要執(zhí)行的功耗電流監(jiān)測，測試系統(tǒng)軟件設(shè)計信號定時監(jiān)測模塊，作為高精模擬采集卡的一個高層次儀器操作，用于控制高精模擬采集卡進行電壓信號定時監(jiān)測。測試電路電源線路串入電流采樣電阻后，用此功能實現(xiàn)功耗電流定時監(jiān)測。

另外針對模擬信號輸出器件單粒子瞬態(tài)效應(yīng)測試，測試系統(tǒng)軟件設(shè)計單粒子瞬態(tài)測試模塊，作為高速模擬采集卡的一個高層次儀器操作。單粒子瞬態(tài)測試模塊執(zhí)行過程中以子程序形式彈出測試界面如圖3所示。針對激光微束平臺環(huán)境單粒子瞬態(tài)效應(yīng)實驗對不同激光能量點、不同轟擊位置所產(chǎn)生瞬態(tài)脈沖的規(guī)律分析需求和數(shù)據(jù)量大的特點，通過軟件算法在測試模塊中加入實時脈沖特征提取，脈沖二次篩選，趨勢分析功能。便于科研人員判斷芯片敏感程度和敏感位置，更有目的的進行實驗開展，極大的提高了實驗效率和減小后續(xù)數(shù)據(jù)處理工作量。

本測試系統(tǒng)目前主要針對的測試項目為：

存儲器測試：單粒子翻轉(zhuǎn)效應(yīng)測試

單管測試：三極管放大系數(shù)測試，三極管總劑量效應(yīng)測試，三極管與二極管的單粒子瞬態(tài)效應(yīng)測試

運算放大器：總劑量效應(yīng)測試，單粒子瞬態(tài)效應(yīng)測試。

數(shù)模轉(zhuǎn)換器：總劑量效應(yīng)測試，單粒子瞬態(tài)效應(yīng)測試

模數(shù)轉(zhuǎn)換器：總劑量效應(yīng)測試

現(xiàn)根據(jù)dac總劑量效應(yīng)測試和單粒子瞬態(tài)效應(yīng)測試為例對該測試系統(tǒng)與測試方法做進一步說明

實例一：dac7621靜態(tài)參數(shù)總劑量效應(yīng)測試

測試目標(biāo)：測量dac的轉(zhuǎn)移特性曲線并通過計算分析得到偏移誤差vos、增益誤差eg、微分非線性dnl、積分非線性inl、滿量程輸出fsr等參數(shù)。測試過程硬件互連如圖4所示：

測試方法：dac靜態(tài)參數(shù)測試通過測試轉(zhuǎn)移特性曲線完成。轉(zhuǎn)移特性曲線通過測量部分或所有數(shù)字碼值輸入對應(yīng)的模擬輸出而得到，測試流程如圖5所示。

步驟一、拆分測試流程

參照測試系統(tǒng)各儀器模塊所支持的儀器模塊操作(詳見表1)，將圖5測試流程拆分，得到圖6操作流程。

步驟二、向操作列表中添加儀器操作

如圖7為軟件操作列表視圖，在右邊窗口選擇操作的目標(biāo)儀器模塊和所執(zhí)行的具體操作，輸入相應(yīng)的配置參數(shù)，點擊添加按鈕向左邊的操作列表中添加儀器操作。圖7中操作列表內(nèi)容為dac7621測試的第一個測試任務(wù)的操作流程。

步驟三、創(chuàng)建測試任務(wù)

如圖8為任務(wù)列表視圖，步驟二添加完成所有所需操作后，在左邊操作列表右鍵菜單中新建任務(wù)并設(shè)置循環(huán)次數(shù)，創(chuàng)建的測試任務(wù)將顯示在右邊的任務(wù)列表中。由于操作流程中測試前的配置操作只執(zhí)行一次，將其打包成測試任務(wù)一，循環(huán)設(shè)置1次；碼值掃描部分操作重復(fù)執(zhí)行，將其打包成測試任務(wù)二，循環(huán)設(shè)置4096次。圖8右邊任務(wù)列表內(nèi)容為根據(jù)圖6儀器模塊操作流程建立的兩個測試任務(wù)。

步驟四、根據(jù)測試任務(wù)列表執(zhí)行測試

在圖8中點擊開始按鈕，執(zhí)行器件的測試。圖9至圖11為dac7621非輻照情況下測試結(jié)果：包括轉(zhuǎn)移特性曲線(b)dnl(k)曲線(c)inl(k)曲線；圖12為不同累積劑量下所測dac7621轉(zhuǎn)移特性曲線。

實例二、dac7621激光微束平臺單粒子瞬態(tài)效應(yīng)測試

1.測試目標(biāo)

測試dac在一穩(wěn)定輸出電平情況下，芯片不同位置在激光脈沖轟擊下捕捉輸出端產(chǎn)生的瞬態(tài)脈沖并分析脈沖特性與規(guī)律。測試過程硬件互連如圖13所示。

2.測試方法：單粒子瞬態(tài)效應(yīng)測試通過對器件加電并輸入固定碼值使得輸出端維持在一個固定的模擬電平。置于輻射粒子轟擊的環(huán)境中，用示波器或高速數(shù)據(jù)采集設(shè)備監(jiān)測輸出端模擬信號上產(chǎn)生的瞬態(tài)脈沖。激光微束平臺由于脈沖能量和轟擊位置可以方便精確的改變，需要能進行對應(yīng)于多個能量點或多個轟擊位置的多次脈沖的特征對比和趨勢分析。

步驟一、拆分測試流程

參照測試系統(tǒng)各儀器模塊所支持的儀器模塊操作(詳見表1)，將dac單粒子瞬態(tài)測試流程拆分，得到圖14所示操作流程。

步驟二、向操作列表中添加儀器操作

參照實例一步驟二，向操作列表中添加儀器模塊操作。

步驟三、創(chuàng)建測試任務(wù)

參照實例一步驟三，將操作列表打包，并將循環(huán)設(shè)置為1，創(chuàng)建測試任務(wù)。

步驟四、根據(jù)測試任務(wù)列表執(zhí)行測試

在圖8所示任務(wù)列表視圖中點擊開始按鈕，執(zhí)行器件的測試。測試系統(tǒng)在執(zhí)行瞬態(tài)捕捉操作時，會彈出圖3所示的瞬態(tài)捕捉模塊界面。

在此界面左邊輸入用于控制高速模擬采集卡采樣的參數(shù)，包括偏移、采樣率、采樣點數(shù)、觸發(fā)模式、觸發(fā)沿、觸發(fā)位置、觸發(fā)電平、數(shù)據(jù)格式、超時毫秒；

輸入用于控制瞬態(tài)脈沖過濾篩選的參數(shù)，包括幅值閾值、脈寬閾值、過濾模式(幅值優(yōu)先)、脈沖極性；

輸入用于控制波形文件保存的參數(shù)，參數(shù)包括task、filedescription。點擊update按鈕更新配置。點擊start按鈕，測試系統(tǒng)將進入瞬態(tài)脈沖監(jiān)測狀態(tài)。圖中上方波形圖為捕捉到的瞬態(tài)脈沖，軟件對脈沖幅值和脈沖寬度特征進行提取并根據(jù)設(shè)定的參數(shù)進行脈沖篩選，通過篩選的脈沖的脈寬和幅值信息作為x、y坐標(biāo)顯示在下方波形圖窗口中。多次捕捉的脈沖其幅值脈寬信息將一直記錄在下方波形圖中，直到在波形圖右鍵菜單中點擊清空命令可清空緩存數(shù)據(jù)。圖3為即為dac7621在激光微束平臺上開展單粒子瞬態(tài)效應(yīng)測試的界面截圖，上面窗口為捕捉到的瞬態(tài)脈沖，下面窗口中所顯示的一系列數(shù)據(jù)點為dac7621芯片某位置在不同能量脈沖轟擊下所產(chǎn)生的脈沖的幅值vs脈寬信息記錄，相應(yīng)數(shù)據(jù)點的完整脈沖波形圖繪制在圖15中。