使用 8051 单片机验证和测试单粒子效应的加固工艺

摘要
随着代工业务（抗辐射加固设计的芯片制造加工厂专门从事的一项业务）

的减少，使用非专用代工业务的新技术逐步发展起来。在这篇论文中，我们将在空
间环境中讨论单粒子效应（SEE）的验证方法。课题包括需要测试的类型和设计覆
盖面（即他们是否需要验证设计库的每个应用程序？）。文章所提到的 8051 单片

机核心是根据美国航天局的高级微电子研究所（ IAμE）的 CMOS 超低功耗辐射容
错技术（CULPRiT）设计的。它是评价两个 8051 工业用设备单粒子效应缓和技术
的一项设计。

索引词

单粒子效应，加固工艺，微控制器，辐射效应。

一导言
美国航天局要在空间辐射环境中最低限度地使用资源条件下，不断努力提

供最好科学方法 [ 1,2 ] 。然而，拥有最先进的技术的工业用抗辐射加固微电子器件，
几代产品中都有相对局限性，所以美国航天局的这一任务很有挑战性。本文所介绍
的方法是使用加固微创设计技术的工业代工。这通常称为加固工艺（HBD

）。

这种使用设计程序库和自动化设计工具设计的常规加固工艺器件可为美国

宇航局提供一种解决方法，它能及时满足严格的科学性能规格，具有成本低，和
可靠性高的特点。

但是，仍然存在一个问题：常规辐射加固器件有许多和/或硅片辐射条件测

试，加固工艺的验证需要哪些类型的试验？

二加固工艺检测设备的考虑
美国的测试技术是要使单个器件通过如 ASTM ，JEDEC 的，和 MIL - STD

– 883 等的标准和组织的测试。通常情况下使用的是 TID（Co-60）和 SEE（重离子
和/或质子）来验证器件。那么，什么是 HBD 器件所独有的验证呢？

“

”

由于不采用常规工业现成（COTS）装置或没有固化的专用集成电路

（ASIC），加固工艺的器件需要确定如何验证设计程序库而不是设备硬度。也就是

说，有了测试芯片，我们是不是就可以在未来器件上使用相同的程序库了？

试想，如果卖主 A 的设计的新的固化工艺程序库可移植性可比卖主 B 和 C

的都好，那么 A 设计，测试的测试芯片就是可接受的了。9 个月后，美国航天局飞
行项目就会使用卖主 A 的程序库设计了新器件进行组合了。这是否需要完成辐射条
件测试？回答这个问题之前，先看一下其他的问题。