微处理器单粒子功能中断测试优化

其他的重置事件对特定的微处理器（MPU）或微控制器（MCU）是单独处理的，为了控制执行（挂起）事件，MPU应在指定的输入/输出（I/O）线路（“挂起指示线”）或周期性数据信息（见图4-44）中生成周期性信号。测试单元将在所需超时内没有该周期性信号的情况视为挂起。挂起后有几种MPU功能的方法：外部中断、不可屏蔽外部中断、看门狗计时器复位、硬件复位及最后的断电通电。

程序数据的丢失可能是由于编程单元中的单粒子功能中断引起，或者是由程序储存器中的关键位发生单粒子翻转所导致。在这种情况下，复位和电源循环不能处理单粒子造成的功能中断，只有在重新加载程序后才能恢复器件的正常工作。

MPC的单粒子效应测试中，一个主要的问题就是明确区分出单粒子锁定（SEL）和单粒子功能中断（SEFI），这两种状态发生后，都会导致器件的功耗增加。为了实现这一测试目标，在测试过程中，主要采取以下几个方面的措施：

（1）执行微处理器的硬件复位。

（2）测量复位后被测试器件（DUT）的电流消耗。

（3）如果测量的电流超过SEL阈值电流，那么单粒子效应就可以确认为SEL。

（4）如果电流消耗恢复到正常水平，那么单粒子效应就可以确认为SEFI。

图4-44　微处理器中的单粒子功能中断类型

（a）自发复位；（b）看门狗计时器处理的挂起；（c）外部复位处理的挂起(www.xing528.com)

在测试过程中，对于测试过程处理故障的一般过程主要包括：①自动重启（复位），MPU继续执行任务；②可通过硬件复位处理的执行停止（挂断）；③程序数据全部或部分丢失，导致MPU发生故障，在这种情况下，器件重新加载程序后恢复运行。

为了检测自动重启（复位），MPU在指定的GPIO线路（复位指示线）中产生脉冲，或在每次复位后通过某个标准接口发送数据信息。测试单元读取该脉冲或数据信息，分析复位原因，并在需要时增加SEFI计算器数目。常见的复位原由有如下几个方面：

（1）单粒子功能中断引发的自发复位；

（2）上电复位（SEL处理后通常触发）；

（3）集成电路挂起后引起的看门狗定时器复位；

（4）外部硬件通过MPU的复位线复位，通常应用于SEL处理过程或挂断期间。

图4-44所示为微处理器中的单粒子功能中断类型。