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复杂DSP芯片γ射线瞬时辐照效应测试系统的设计与实现 |
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【摘要】：数字信号处理器(DSP)在图像识别,工业控制,信息处理等设备中有着广泛的应用。随着国防及航天事业的发展,越来越多的复杂DSP芯片被应用在雷达、武器弹头、卫星以及各类航天器中。新型工艺下的高复杂度、高主频DSP芯片在核辐射环境下的生存能力评估及加固技术研究,对新型航天器及武器设备的研制和发展有重要意义。本文阐述了核辐射中γ射线瞬时辐照效应对CMOS型半导体集成电路的影响,通过分析国内γ射线瞬时辐照实验环境,以TI KeyStone系列DSP为目标器件,设计了一种针对此类新型复杂DSP芯片的γ射线瞬时辐照效应测试系统。本测试系统实现了以下三部分内容:1)由封闭铝制壳体、屏蔽线缆及厚铅砖组成的电磁脉冲屏蔽及商用器件γ射线防护系统,以尝试在距离γ射线靶面较近的位置安放基于商用芯片的复杂控制系统;2)由FPGA主控制器及一系列外围电源芯片、时钟芯片、存储器、电平转换芯片等组成的DSP支持与监控硬件系统,为DSP芯片提供大电流、高频差分时钟信号、外部存储器等支持,相比传统测试实验的降频/固定频率测试,本系统可以实现DSP芯片运行较复杂程序,和在较大频率范围内的测试,最低至50MHz,最高达1.25GHz;3)由PC端测试系统监控软件和DSP配置与测试程序组成的上/下位机监控和调试软件系统,实现了测试过程中对DSP芯片的远程监控和计算数据采集。通过在“强光一号”加速器上进行的γ射线瞬时辐照实验,本测试系统完成了KeyStone系列某DSP芯片在多种工作模式下的辐照实验,为KeyStone系列DSP芯片γ射线瞬时辐照应研究提供了原始数据,并为后续实现复杂DSP芯片器件加固提供了实验依据。
【关键词】：核辐射 γ射线 瞬时辐照效应 数字信号处理器 测试
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2014
【分类号】：TN407
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