Реферат: Методика испытания на радиационную стойкость микроконтроллеров с архитектурой mcs-51 при импульсном и дозовом воздействии

УДК 621.382(06) Микроэлектроника




И.И. ШАГУРИН, А.В. ЛЕБЕДЕВ, М.А. КИРИЛЛОВ

Московский инженерно-физический институт (государственный университет)


МЕТОДИКА ИСПЫТАНИЯ НА РАДИАЦИОННУЮ СТОЙКОСТЬ МИКРОКОНТРОЛЛЕРОВ С АРХИТЕКТУРОЙ MCS-51 ПРИ ИМПУЛЬСНОМ И ДОЗОВОМ ВОЗДЕЙСТВИИ


Разработана методика испытаний на радиационную стойкость 8-разрядных микроконтроллеров с архитектурой MCS-51, обеспечивающая проверку функционирования основных функциональных блоков и выявление их отказов при импульсном и дозовом воздействии. Описан предложенный алгоритм тестирования и его программная реализация.


Микроконтроллеры с архитектурой MCS-51 выпускаются рядом российских и зарубежных производителей и широко используются в различной специальной аппаратуре. Поэтому испытания радиационной стойкости различных образцов этих микроконтроллеров представляют значительный интерес для разработчиков аппаратуры.

Анализ архитектуры MCS-51 (регистровая модель, система команд и способов адресации, набор основных функциональных блоков) позволил разработать алгоритм последовательного тестирования функциональных блоков. Процедура тестирования состоит из следующей последовательности операций:

Вывод постоянно обновляемой тестовой информации на 8-разрядные порты ввода/вывода.

Ветвление командами условного и безусловного перехода.

Запись, чтение и хранение данных в регистрах общего назначения.

Выполнение команд, использующих арифметико-логический блок.

Реализация регистровой, косвенно-регистровой, непосредственной адресации.

Для тестирования микроконтроллера при импульсном воздействии разработана программа C51m1pv1, реализующая следующий алгоритм.

1. В один из свободных портов поочередно выводятся константы "0х56" и "0хАА". При этом контролируется выполнение вывода данных из порта и значения уровней логического "0" и "1".

2. В другой свободный порт выводится содержимое текущей ячейки памяти. При этом контролируется последовательное изменение значения на выводах данного порта в соответствии с алгоритмом заполнения памяти. Процесс заполнения ячеек памяти реализован таким образом, что позволяет произвести запись и чтение во все ячейки памяти всех констант от "0х00" до "0хFF".

Для тестирования микроконтроллера при дозовом воздействии разработана программа C51m1dv1, реализующая следующий алгоритм:

1. В один из свободных портов постоянно выводится номер текущей ячейки памяти, из которой происходит чтение содержимого. При этом контролируется строгое последовательное изменение с увеличением на "1" значения на выводах данного порта. Кроме того, чтение содержимого текущей ячейки памяти каждый раз происходит после заполнении следующей ячейки памяти.

2. В другой свободный порт выводится содержимое текущей ячейки памяти. При этом контролируется строгое последовательное изменение значения на выводах данного порта в соответствии с алгоритмом заполнения памяти. Процесс заполнения ячеек памяти устроен таким образом, что позволяет произвести запись и чтение во все ячейки памяти всех констант от "0х00" до "0хFF".

По предложенной методике по заказу ЭНПО СПЕЛС проведены испытания опытных образцов микроконтроллера 1830ВЕ01У, который является функциональным аналогом 8-битного микроконтроллера TN87С51FA-33 семейства MCS-51. Испытания проводились при помощи универсального тестового модуля [1], позволяющего контролировать электрические параметры МК и осуществлять его функциональный контроль при проведении испытаний на радиационную стойкость. Использование данной методики позволило определить максимальный уровень бессбойной работы и уровень появления тиристорного эффекта при воздействии импульсного ионизирующего излучения [2].


Список литературы


1. Шагурин И.И., Лебедев А.В., Кириллов М.А. Тестовый модуль для испытаний микроконтроллеров на радиационную стойкость. - Радиационная стойкость электронных систем. «Стойкость-2004». Научно-технический сборник. Вып.7. М: МИФИ,2004. С.215 – 216.

2. Шагурин И.И., Лебедев А.В., Кириллов М.А. Испытание на радиационную стойкость опытных образцов микроконтроллера 1830ВЕ01. – Доклад представлен на научную сессию МИФИ 2005.


______________________________________________________________________

ISBN 5-7262-0555-3. НАУЧНАЯ СЕССИЯ МИФИ-2005. Том 1