空间中心成功利用脉冲激光进行卫星用高性能CPU单粒子效应试验

中科院空间中心近年来成功研制了我国首台基于自主技术的脉冲激光单粒子效应实验装置，能够模拟等效LET值0.1―200MeV.cm²/mg的重离子诱发的单粒子效应，及以单脉冲或者1kHz的重复脉冲、亚微米步长对芯片进行三维扫描测试，并可利用时间特性精确的脉冲激光测试器件和电路对单粒子效应的动态响应。

利用该装置，曾在48小时内实验复现了卫星有效载荷的在轨故障，为故障的定位和应对提供了关键性支持。

近日，空间中心利用该装置首次在国内采用芯片背部辐照技术，对4M位SRAM器件和基于90nm SOI工艺的Power PC CPU器件进行了单粒子效应试验。

试验获得了SRAM器件单粒子锁定的微区分布，并测得了其发生单粒子锁定的阈值，与加速器重离子的试验结果非常吻合。激光扫描试验测得了CPU对单粒子翻转最敏感的部位；随后对该器件进行的版图分析表明，该部位正是此CPU芯片的通用寄存器所在区域。试验观测到脉冲激光诱发的该CPU一位和两位单粒子翻转及其对计算机系统的影响。

实践表明，脉冲激光装置是进行卫星用器件单粒子效应敏感度评估、电路抗单粒子效应设计验证、自主抗单粒子效应集成电路设计效果试验的有力工具，是元器件空间环境特殊效应的重要平台，对促进我国卫星产品和国产宇航器件抗单粒子效应设计水平的提高有重要意义。

针对卫星有效载荷在轨故障开展的单粒子锁定试验