空間中心成功利用脈沖激光進行衛(wèi)星用高性能CPU單粒子效應試驗

中科院空間中心近年來成功研制了我國首臺基于自主技術的脈沖激光單粒子效應實驗裝置，能夠模擬等效LET值0.1―200MeV.cm²/mg的重離子誘發(fā)的單粒子效應，及以單脈沖或者1kHz的重復脈沖、亞微米步長對芯片進行三維掃描測試，并可利用時間特性精確的脈沖激光測試器件和電路對單粒子效應的動態(tài)響應。

利用該裝置，曾在48小時內(nèi)實驗復現(xiàn)了衛(wèi)星有效載荷的在軌故障，為故障的定位和應對提供了關鍵性支持。

近日，空間中心利用該裝置首次在國內(nèi)采用芯片背部輻照技術，對4M位SRAM器件和基于90nm SOI工藝的Power PC CPU器件進行了單粒子效應試驗。

試驗獲得了SRAM器件單粒子鎖定的微區(qū)分布，并測得了其發(fā)生單粒子鎖定的閾值，與加速器重離子的試驗結(jié)果非常吻合。激光掃描試驗測得了CPU對單粒子翻轉(zhuǎn)最敏感的部位；隨后對該器件進行的版圖分析表明，該部位正是此CPU芯片的通用寄存器所在區(qū)域。試驗觀測到脈沖激光誘發(fā)的該CPU一位和兩位單粒子翻轉(zhuǎn)及其對計算機系統(tǒng)的影響。

實踐表明，脈沖激光裝置是進行衛(wèi)星用器件單粒子效應敏感度評估、電路抗單粒子效應設計驗證、自主抗單粒子效應集成電路設計效果試驗的有力工具，是元器件空間環(huán)境特殊效應的重要平臺，對促進我國衛(wèi)星產(chǎn)品和國產(chǎn)宇航器件抗單粒子效應設計水平的提高有重要意義。

針對衛(wèi)星有效載荷在軌故障開展的單粒子鎖定試驗