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首页 基于单片机的智能小车控制_毕业论文

基于单片机的智能小车控制_毕业论文.doc

基于单片机的智能小车控制_毕业论文

北溟愚鱼
2018-09-22 0人阅读 举报 0 0 暂无简介

简介:本文档为《基于单片机的智能小车控制_毕业论文doc》,可适用于高等教育领域

基于单片机的智能小车控制专业:测控技术与仪器姓名:咸蛋小超人年月基于单片机的智能小车控制摘要:智能化作为现代电子产品的新趋势是今后的电子产业的发展方向。智能化设计的电子产品可以按照预先设定的模式在一个环境里自动运作不需要人为的管理可应用于科学勘探、环境监测、智能家居等方面。基于单片机的智能小车控制就是其中的一个体现。本设计实现了一种基于单片机的自动避障智能模型车系统通过红外传感器采集路况信息通过对检测信息的分析自动控制转向电机转向改变行驶路径绕过障碍物从而实现车稳定避障。本课题设计的智能小车具有自动避障功能超声波测距报警无线电遥控等功能。关键词:智能车单片机避障红外线SmartcarbasedonSCMcontrolAbstract:Asanewtrendofmodernelectronicproducts,intelligentisthedevelopmentaldirectionofelectronicindustryafterthenElectronicproducts,whichareintelligentlydesigned,canautomaticallyoperatefollowingthemodethatispresetWithoutthemanagementofhumanbeings,itcanbeusedforscientificexploring,environmentalmonitoring,intelligenthomefurnishing,etcOneoftheembodimentsistheintelligentcontrolcarwhichisbasedonsinglechipmicrocomputerInthedesign,anintelligentmodelcarsystembasedonMCUhasbeenrealizedItcancollecttrafficinformationwithinfraredsensorsMeanwhile,bytheanalysisofinformationexamined,itcantransferfromautomaticcontroltomotorsteeringinordertochangetherouteanddodgetheobstaclessothatthesteadyavoida***************************************************************函数:unsignedcharnRFLRxPacket(unsignedchar*rxbuf)*功能:数据读取后放如rxbuf接收缓冲区中******************************************************************************************************unsignedcharnRFLRxPacket(unsignedchar*rxbuf){unsignedcharrevale=sta=SPIRead(STATUS)读取状态寄存其来判断数据接收状况if(RXDR)判断是否接收到数据{CE=SPI使能SPIReadBuf(RDRXPLOAD,rxbuf,TXPLOADWIDTH)readreceivepayloadfromRXFIFObufferrevale=读取数据完成标志}SPIRWReg(WRITEREGSTATUS,sta)接收到数据后RXDR,TXDS,MAXPT都置高为通过写来清楚中断标志returnrevale}************************************************************************************************************函数:voidnRFLTxPacket(unsignedchar*txbuf)*功能:发送txbuf中数据**********************************************************************************************************voidnRFLTxPacket(unsignedchar*txbuf){CE=StandByI模式SPIWriteBuf(WRITEREGRXADDRP,TXADDRESS,TXADRWIDTH)装载接收端地址SPIWriteBuf(WRTXPLOAD,txbuf,TXPLOADWIDTH)装载数据SPIRWReg(WRITEREGCONFIG,xe)IRQ收发完成中断响应位CRC主发送SPIRWReg(WRITEREGSTATUS,XE)CE=置高CE激发数据发送inerDelayus()}************************************主函数************************************************************voidmain(void){ucharbizhangflag=initNRFL()while(){if(KEY==){Delay()if(KEY==){TxBuf=xnRFLTxPacket(TxBuf)Delay()nRFLTxPacket(TxBuf)Delay()nRFLTxPacket(TxBuf)Delay()nRFLTxPacket(TxBuf)Delay()nRFLTxPacket(TxBuf)Delay()while(KEY==)Delay()发送释放按键TxBuf=xnRFLTxPacket(TxBuf)Delay()nRFLTxPacket(TxBuf)Delay()nRFLTxPacket(TxBuf)Delay()nRFLTxPacket(TxBuf)Delay()nRFLTxPacket(TxBuf)Delay()}}if(KEY==){Delay()if(KEY==){TxBuf=xnRFLTxPacket(TxBuf)Delay()nRFLTxPacket(TxBuf)Delay()nRFLTxPacket(TxBuf)Delay()nRFLTxPacket(TxBuf)Delay()nRFLTxPacket(TxBuf)Delay()while(KEY==)Delay()发送释放按键TxBuf=xnRFLTxPacket(TxBuf)Delay()nRFLTxPacket(TxBuf)Delay()nRFLTxPacket(TxBuf)Delay()nRFLTxPacket(TxBuf)Delay()nRFLTxPacket(TxBuf)Delay()}}if(KEY==){Delay()if(KEY==){TxBuf=xnRFLTxPacket(TxBuf)Delay()nRFLTxPacket(TxBuf)Delay()nRFLTxPacket(TxBuf)Delay()nRFLTxPacket(TxBuf)Delay()nRFLTxPacket(TxBuf)Delay()while(KEY==)Delay()发送释放按键TxBuf=xnRFLTxPacket(TxBuf)Delay()nRFLTxPacket(TxBuf)Delay()nRFLTxPacket(TxBuf)Delay()nRFLTxPacket(TxBuf)Delay()nRFLTxPacket(TxBuf)Delay()}}if(KEY==){Delay()if(KEY==){TxBuf=xnRFLTxPacket(TxBuf)Delay()nRFLTxPacket(TxBuf)Delay()nRFLTxPacket(TxBuf)Delay()nRFLTxPacket(TxBuf)Delay()nRFLTxPacket(TxBuf)Delay()while(KEY==)Delay()发送释放按键TxBuf=xnRFLTxPacket(TxBuf)Delay()nRFLTxPacket(TxBuf)Delay()nRFLTxPacket(TxBuf)Delay()nRFLTxPacket(TxBuf)Delay()nRFLTxPacket(TxBuf)Delay()}}if(KEY==){Delay()if(KEY==){if(bizhangflag==){bizhangflag=TxBuf=xAAnRFLTxPacket(TxBuf)Delay()nRFLTxPacket(TxBuf)Delay()nRFLTxPacket(TxBuf)Delay()nRFLTxPacket(TxBuf)Delay()nRFLTxPacket(TxBuf)Delay()while(KEY==)}else{bizhangflag=TxBuf=xnRFLTxPacket(TxBuf)Delay()nRFLTxPacket(TxBuf)Delay()nRFLTxPacket(TxBuf)Delay()nRFLTxPacket(TxBuf)Delay()nRFLTxPacket(TxBuf)Delay()while(KEY==)}}}小车部分程序#include<regh>#include<intrinsh>#include"h"#include"delayh"typedefunsignedcharuchartypedefunsignedcharuint****************************************NRFL端口定义***************************************sbitMISO=P^sbitMOSI=P^sbitSCK=P^sbitCE=P^sbitCSN=P^sbitIRQ=P^#defineKeyPortP#defineDataPortP定义按键端口sbitRightSenser=P^sbitLeftSenser=P^sbitTX=P^sbitRX=P^*********************************************NRFL*************************************#defineTXADRWIDTHuintsTXaddresswidth#defineRXADRWIDTHuintsRXaddresswidth#defineTXPLOADWIDTHuintsTXpayload#defineRXPLOADWIDTHuintsTXpayloaduintconstTXADDRESSTXADRWIDTH={x,x,x,x,x}本地地址uintconstRXADDRESSRXADRWIDTH={x,x,x,x,x}接收地址***************************************NRFL寄存器指令*******************************************************#defineREADREGx读寄存器指令#defineWRITEREGx写寄存器指令#defineRDRXPLOADx读取接收数据指令#defineWRTXPLOADxA写待发数据指令#defineFLUSHTXxE冲洗发送FIFO指令#defineFLUSHRXxE冲洗接收FIFO指令#defineREUSETXPLxE定义重复装载数据指令#defineNOPxFF保留*************************************SPI(nRFL)寄存器地址****************************************************#defineCONFIGx配置收发状态CRC校验模式以及收发状态响应方式#defineENAAx自动应答功能设置#defineENRXADDRx可用信道设置#defineSETUPAWx收发地址宽度设置#defineSETUPRETRx自动重发功能设置#defineRFCHx工作频率设置#defineRFSETUPx发射速率、功耗功能设置#defineSTATUSx状态寄存器#defineOBSERVETXx发送监测功能#defineCDx地址检测#defineRXADDRPxA频道接收数据地址#defineRXADDRPxB频道接收数据地址#defineRXADDRPxC频道接收数据地址#defineRXADDRPxD频道接收数据地址#defineRXADDRPxE频道接收数据地址#defineRXADDRPxF频道接收数据地址#defineTXADDRx发送地址寄存器#defineRXPWPx接收频道接收数据长度#defineRXPWPx接收频道接收数据长度#defineRXPWPx接收频道接收数据长度#defineRXPWPx接收频道接收数据长度#defineRXPWPx接收频道接收数据长度#defineRXPWPx接收频道接收数据长度#defineFIFOSTATUSxFIFO栈入栈出状态寄存器设置**************************************************************************************voidDelay(unsignedints)voidinerDelayus(unsignedcharn)voidinitNRFL(void)uintSPIRW(uintuchar)ucharSPIRead(ucharreg)voidSetRXMode(void)uintSPIRWReg(ucharreg,ucharvalue)uintSPIReadBuf(ucharreg,uchar*pBuf,ucharuchars)uintSPIWriteBuf(ucharreg,uchar*pBuf,ucharuchars)unsignedcharnRFLRxPacket(unsignedchar*rxbuf)voidnRFLTxPacket(unsignedchar*txbuf)******************************************************************************************uintbdatasta状态标志sbitRXDR=sta^sbitTXDS=sta^sbitMAXRT=sta^*******************************************************************************************延时函数******************************************************************************************voidinerDelayus(unsignedcharn){for(n>n)nop()}*****************************************************************************************NRFL初始化***************************************************************************************voidinitNRFL(void){inerDelayus()CE=chipenableCSN=SpidisableSCK=SpiclocklineinithighSPIWriteBuf(WRITEREGTXADDR,TXADDRESS,TXADRWIDTH)写本地地址SPIWriteBuf(WRITEREGRXADDRP,RXADDRESS,RXADRWIDTH)写接收端地址SPIRWReg(WRITEREGENAA,x)频道自动ACK应答允许SPIRWReg(WRITEREGENRXADDR,x)允许接收地址只有频道如果需要多频道可以参考PageSPIRWReg(WRITEREGRFCH,)设置信道工作为GHZ收发必须一致SPIRWReg(WRITEREGRXPWP,RXPLOADWIDTH)设置接收数据长度本次设置为字节SPIRWReg(WRITEREGRFSETUP,x)设置发射速率为MHZ发射功率为最大值dB}*****************************************************************************************************函数:uintSPIRW(uintuchar)*功能:NRFL的SPI写时序****************************************************************************************************uintSPIRW(uintuchar){uintbitctrfor(bitctr=bitctr<bitctr)outputbit{MOSI=(ucharx)output'uchar',MSBtoMOSIuchar=(uchar<<)shiftnextbitintoMSBSCK=SetSCKhighuchar|=MISOcapturecurrentMISObitSCK=thensetSCKlowagain}return(uchar)returnreaduchar}*****************************************************************************************************函数:ucharSPIRead(ucharreg)*功能:NRFL的SPI时序****************************************************************************************************ucharSPIRead(ucharreg){ucharregvalCSN=CSNlow,initializeSPIcommunicationSPIRW(reg)Selectregistertoreadfromregval=SPIRW()thenreadregistervalueCSN=CSNhigh,terminateSPIcommunicationreturn(regval)returnregistervalue}*****************************************************************************************************功能:NRFL读写寄存器函数****************************************************************************************************uintSPIRWReg(ucharreg,ucharvalue){uintstatusCSN=CSNlow,initSPItransactionstatus=SPIRW(reg)selectregisterSPIRW(value)andwritevaluetoitCSN=CSNhighagainreturn(status)returnnRFLstatusuchar}*****************************************************************************************************函数:uintSPIReadBuf(ucharreg,uchar*pBuf,ucharuchars)*功能:用于读数据reg:为寄存器地址pBuf:为待读出数据地址uchars:读出数据的个数****************************************************************************************************uintSPIReadBuf(ucharreg,uchar*pBuf,ucharuchars){uintstatus,ucharctrCSN=SetCSNlow,initSPItranactionstatus=SPIRW(reg)Selectregistertowritetoandreadstatusucharfor(ucharctr=ucharctr<ucharsucharctr)pBufucharctr=SPIRW()CSN=return(status)returnnRFLstatusuchar}**********************************************************************************************************函数:uintSPIWriteBuf(ucharreg,uchar*pBuf,ucharuchars)*功能:用于写数据:为寄存器地址pBuf:为待写入数据地址uchars:写入数据的个数*********************************************************************************************************uintSPIWriteBuf(ucharreg,uchar*pBuf,ucharuchars){uintstatus,ucharctrCSN=SPI使能status=SPIRW(reg)for(ucharctr=ucharctr<ucharsucharctr)SPIRW(*pBuf)CSN=关闭SPIreturn(status)}*****************************************************************************************************函数:voidSetRXMode(void)*功能:数据接收配置****************************************************************************************************voidSetRXMode(void){CE=SPIRWReg(WRITEREGCONFIG,xf)IRQ收发完成中断响应位CRC主接收CE=inerDelayus()}*******************************************************************************************************函数:unsignedcharnRFLRxPacket(unsignedchar*rxbuf)*功能:数据读取后放如rxbuf接收缓冲区中******************************************************************************************************unsignedcharnRFLRxPacket(unsignedchar*rxbuf){unsignedcharrevale=sta=SPIRead(STATUS)读取状态寄存其来判断数据接收状况if(RXDR)判断是否接收到数据{CE=SPI使能SPIReadBuf(RDRXPLOAD,rxbuf,TXPLOADWIDTH)readreceivepayloadfromRXFIFObufferrevale=读取数据完成标志}SPIRWReg(WRITEREGSTATUS,sta)接收到数据后RXDR,TXDS,MAXPT都置高为通过写来清楚中断标志returnrevale}************************************************************************************************************函数:voidnRFLTxPacket(unsignedchar*txbuf)*功能:发送txbuf中数据**********************************************************************************************************voidnRFLTxPacket(unsignedchar*txbuf){CE=StandByI模式SPIWriteBuf(WRITEREGRXADDRP,TXADDRESS,TXADRWIDTH)装载接收端地址SPIWriteBuf(WRTXPLOAD,txbuf,TXPLOADWIDTH)装载数据SPIRWReg(WRITEREGCONFIG,xe)IRQ收发完成中断响应位CRC主发送CE=置高CE激发数据发送inerDelayus()}uchartable="Dis="voiddisplay(x){ucharbai,shi,ge,xiaobai=xshi=(x)ge=((x))xiao=((x))LCDWriteCom(x)DelayUsx()LCDWriteData(xbai)DelayUsx()LCDWriteData(xshi)DelayUsx()LCDWriteData(xge)DelayUsx()LCDWriteData('')DelayUsx()LCDWriteData(xxiao)DelayUsx()LCDWriteData('c')DelayUsx()LCDWriteData('m')DelayUsx()}voidstart(){TX=DelayUsx()TX=}voidConut(){uinttime,S=time=(TH*TL)*TH=TL=S=(time*)算出来是CMdisplay(S)}voidbizhang(){if((RightSenser)(LeftSenser))前进{P=xDelay()}elseif((RightSenser)(!LeftSenser))如果右边真左边假{P=xDelay()}elseif((!RightSenser)(LeftSenser))如果左边真右边假{P=xDelay()}elseif((!RightSenser)(!LeftSenser))无信号停止{P=xDelay()}}************************************主函数************************************************************voidmain(void){unsignedintcon,ttt=ucharbizhangflag=ucharRxBuf={}uchariinitNRFL()LCDInit()for(i=i<=i){LCDWriteData(tablei)DelayMs()}while(){TMOD=x设T为方式GATE=TH=TL=ET=允许T中断EA=SetRXMode()tttif(ttt>=){ttt=start()con=while(!RX)当RX为零时等待{conif(con>=){break}}TR=开启计数con=while(RX)当RX为计数并等待{conif(con>=){break}}TR=关闭计数Conut()}if(nRFLRxPacket(RxBuf)){if(RxBuf==x){P=xbizhangflag=}elseif(RxBuf==x){P=xbizhangflag=}elseif(RxBuf==x){P=xbizhangflag=}elseif(RxBuf==x){P=xbizhangflag=}elseif(RxBuf==x){P=xbizhangflag=}elseif(RxBuf==x){bizhangflag=}elseif(RxBuf==xAA){bizhangflag=}}if(bizhangflag==){bizhang()}}}附件元器件清单商品名称数量单价金额蓝屏A兰屏LCD液晶屏蓝色V白字体带背光KGV有源蜂鸣器电磁式(SOT塑封管长声)MM红发红光发光二极管红色LED(元只)小卷优质焊锡丝线径MM纯度:克绿色P锁紧插座P活座(宽体)**MM微动开关轻触开关按键开关卧式LCV三端稳压电路TOSTLCV三端稳压电路TOST单排座单排母座插座间距MM*P晶体(MHz)S型无源晶振Mmm脚距x单排排针插针直针总高mm绿色P锁紧插座P活座(宽体)mm脚距双排排针插针直针x总高mm直插质量保证STCCRC串口编程(程序下载)单片机DIP反射式红外传感器避障传感器蔽障模块机器人配件超声波测距模块传感器智能小车避障传感器机器人智能小车底盘WD测速小车轮驱动力强磁电机码盘无线收发模块NRFL(升级版)无线数据传送模块无线数据传输琪瑞索尼SONYVAW笔记本电源适配器充电器电木万能板*CMMM孔距洞洞板万用板线路板厚MMW金属膜电阻包精度种常用每种只共只附件英文资料及中文翻译ValidationandTestingofDesignHardeningforSingleEventEffectsUsingtheMicrocontrollerAbstract:Withthedearthofdedicatedradiationhardenedfoundries,newandnoveltechniquesarebeingdevelopedforhardeningdesignsusingnondedicatedfoundryservicesInthispaper,wewilldiscusstheimplicationsofvalidatingthesemethodsforthesingleeventeffects(SEE)inthespaceenvironmentTopicsincludethetypesofteststhatarerequiredandthedesigncoverage(ie,designlibraries:dotheyneedvalidatingforeachapplication)Finally,anmicrocontrollercorefromNASAInstituteofAdvancedMicroelectronics(IAμE)CMOSUltraLowPowerRadiationTolerant(CULPRiT)designisevaluatedforSEEmitigativetechniquesagainsttwocommercialdevicesKeywords:SingleEventEffectsHardenedByDesignmicrocontrollerradiationeffectsIINTRODUCTIONNASAconstantlystrivestoprovidethebestcaptureofsciencewhileoperatinginaspaceradiationenvironmentusingaminimumofresources,Witharelativelylimitedselectionofradiationhardenedmicroelectronicdevicesthatareoftentwoormoregenerationsofperformancebehindcommercialstateofthearttechnologies,NASA’sperformanceofthistaskisquitechallengingOnemethodofalleviatingthisisbytheuseofcommercialfoundryalternativeswithnoorminimallyinvasivedesigntechniquesforhardeningThisisoftencalledhardenedbydesign(HBD)BuildingcustomtypeHBDdevicesusingdesignlibrariesandautomateddesigntoolsmayprovideNASAthesolutionitneedstomeetstringentscienceperformancespecificationsinatimely,costeffective,andreliablemannerHowever,onequestionstillexists:traditionalradiationhardeneddeviceshavelotandorwaferradiationqualificationtestsperformedwhattypesoftestsarerequiredforHBDvalidationIITESTINGHBDDEVICESCONSIDERATIONSTestmethodologiesintheUnitedStatesexisttoqualifyindividualdevicesthroughstandardsandorganizationssuchasASTM,JEDEC,andMILSTDTypically,TID(Co)andSEE(heavyionandorproton)arerequiredfordevicevalidationSowhatisuniquetoHBDdevicesAsopposedtoa“regular”commercialofftheshelf(COTS)deviceorapplicationspecificintegratedcircuit(ASIC)wherenohardeninghasbeenperformed,oneneedstodeterminehowvalidatedisthedesignlibraryasopposedtodeterminingthedevicehardnessThatis,byusingtestchips,canwe“qualify”afuturedeviceusingthesamelibraryConsiderifVendorAhasdesignedanewHBDlibraryportabletofoundriesBandCAtestchipisdesigned,tested,anddeemedacceptableNinemonthslateraNASAflightprojectentersthemixbydesigninganewdeviceusingVendorA’slibraryDoesthisdevicerequirecompleteradiationqualificationtestingToanswerthis,otherquestionsmustbeaskedHowcompletewasthetestchipWastheresufficientstatisticalcoverageofalllibraryelementstovalidateeachcellIfthenewNASAdesignusesapartiallyorinsufficientlycharacterizedportionofthedesignlibrary,fulltestingmightberequiredOfcourse,ifpartoftheHBDwasrelyingoninherentradiationhardnessofaprocess,someofthetests(likeSELintheearlierexample)maybewaivedOtherconsiderationsincludespeedofoperationandoperatingvoltageForexample,ifthetestchipwastestedstaticallyforSEEatapowersupplyvoltageofV,isthedataapplicabletoaMHzoperatingfrequencyatVDynamicconsiderations(ie,nonstaticoperation)includethepropagatedeffectsofSingleEventTransients(SETs)ThesecanbeagreaterconcernathigherfrequenciesThepointoftheconsiderationsisthatthedesignlibrarymustbeknown,thecoverageusedduringtestingisknown,thetestapplicationmustbethoroughlyunderstoodandthecharacteristicsofthefoundrymustbeknownIfalltheseareapplicableorhavebeenvalidatedbythetestchip,thennotestingmaybenecessaryAtaskwithinNASA’sElectronicPartsandPackaging(NEPP)ProgramwasperformedtoexplorethesetypesofconsiderationsIIIHBDTECHNOLOGYEVALUATIONUSINGTHEMICROCONTROLLERWiththeirincreasingcapabilitiesandlowerpowerconsumption,microcontrollersareincreasinglybeingusedinNASAandDODsystemdesignsThereareexistingNASAandDoDprogramsthataredoingtechnologydevelopmenttoprovideHBDMicrocontrollersareonesuchvehiclethatisbeinginvestigatedtoquantifytheradiationhardnessimprovementExamplesoftheseprogramsarethemicrocontrollerbeingdevelopedbyMissionResearchCorporation(MRC)andtheIAμE(thefocusofthisstudy)AstheseHBDtechnologiesbecomeavailable,validationofthetechnology,inthenaturalspaceradiationenvironment,forNASA’suseinspaceflightsystemsisrequiredThemicrocontrollerisanindustrystandardarchitecturethathasbroadacceptance,widerangingapplicationsanddevelopmenttoolsavailableTherearenumerouscommercialvendorsthatsupplythiscontrollerorhaveitintegratedintosometypeofsystemonachipstructureBothMRCandIAμEchosethisdevicetodemonstratetwodistinctlydifferenttechnologiesforhardeningTheMRCexampleofthisistousetemporallatchesthatrequirespecifictimingtoensurethatsingleeventeffectsareminimizedTheIAμEtechnologyusesultralowpower,andlayoutandarchitectureHBDdesignrulestoachievetheirresultsThesearefundamentallydifferentthantheapproachbyAeroflexUnitedTechnologiesMicroelectronicsCenter(UTMC),thecommercialvendorofaradiation–hardened,thatbuilttheirmicrocontrollerusingradiationhardenedprocessesThisbroadrangeoftechnologywithinonedevicestructuremakestheanidealvehicleforperformingthistechnologyevaluationTheobjectiveofthisworkisthetechnologyevaluationoftheCULPRITprocessfromIAμETheprocesshasbeenbaselinedagainsttwootherprocesses,thestandardcommercialdevicefromIntelandaversionusingstateoftheartprocessingfromDallasSemiconductorByperformingthissidebysidecomparison,thecostbenefit,performance,andreliabilitytradestudycanbedoneIntheperformanceofthetechnologyevaluation,thistaskdevelopedhardwareandsoftwarefortestingmicrocontrollersAthoroughprocesswasdonetooptimizethetestprocesstoobtainascompleteanevaluationaspossibleThisincludedtakingadvantageoftheavailablehardwareandwritingsoftwarethatexercisedthemicrocontrollersuchthatallsubstructuresoftheprocessorwereevaluatedThisprocessisalsoleadingtoamorecompleteunderstandingofhowtotestcomplexstructures,suchasmicrocontrollers,andhowtomoreefficientlytestthesestructuresinthefuture使用单片机验证和测试单粒子效应的加固工艺摘要:随着代工业务(抗辐射加固设计的芯片制造加工厂专门从事的一项业务)的减少使用非专用代工业务的新技术逐步发展起来。在这篇论文中我们将在空间环境中讨论单粒子效应(SEE)的验证方法。课题包括需要测试的类型和设计覆盖面(即他们是否需要验证设计库的每个应用程序?)。文章所提到的单片机核心是根据美国航天局的高级微电子研究所(IAμE)的CMOS超低功耗辐射容错技术(CULPRIT)设计的。它是评价两个工业用设备单粒子效应缓和技术的一项设计。关键词:单粒子效应加固工艺微控制器辐射效应一导言美国航天局要在空间辐射环境中最低限度地使用资源条件下不断努力提供最好科学方法,。然而拥有最先进的技术的工业用抗辐射加固微电子器件几代产品中都有相对局限性所以美国航天局的这一任务很有挑战性。本文所介绍的方法是使用加固微创设计技术的工业代工。这通常称为加固工艺(HBD)。这种使用设计程序库和自动化设计工具设计的常规加固工艺器件可为美国宇航局提供一种解决方法它能及时满足严格的科学性能规格具有成本低和可靠性高的特点。但是仍然存在一个问题:常规辐射加固器件有许多和或硅片辐射条件测试加固工艺的验证需要哪些类型的试验?二加固工艺检测设备的考虑美国的测试技术是要使单个器件通过如ASTMJEDEC的和MILSTD–等的标准和组织的测试。通常情况下使用的是TID(Co)和SEE(重离子和或质子)来验证器件。那么什么是HBD器件所独有的验证呢?由于不采用“常规”工业现成(COTS)装置或没有固化的专用集成电路(ASIC)加固工艺的器件需要确定如何验证设计程序库而不是设备硬度。也就是说有了测试芯片我们是不是就可以在未来器件上使用相同的程序库了?试想如果卖主A的设计的新的固化工艺程序库可移植性可比卖主B和C的都好那么A设计测试的测试芯片就是可接受的了。个月后美国航天局飞行项目就会使用卖主A的程序库设计了新器件进行组合了。这是否需要完成辐射条件测试?回答这个问题之前先看一下其他的问题。如何完整地测试芯片?所有程序库元素来验证每个单元是否有足够的统计覆盖?如果美国航天局新的设计部分使用了设计程序库或使用了没有充分描述的部分可能就需要全部测试了。当然如果固化的部分工艺依靠一个进程的固有抗辐射硬度也可以放弃一些测试(如SEL早先的样本)。另外其他考虑因素还包括运作速度和工作电压。例如如果在电源电压V的条件下用测试芯片静态地测试单粒子效应所测得的数据在电源电压V操作频率MHz的条件下是否适用?动态因素(即非静态操作)包括单粒子瞬变(SETs)的普及效果。更高的频率可能更关注这些。需要考虑的因素是设计程序库测试范围铸造特点必须是已知的并且深刻理解测试用途。如果所有这些因素都已经具备或测试芯片已被验证那么测试就没有必要了。美国航天局的电子零件封装(NEPP)计划是为了探讨这些因素的类型。三用单片机评估加固工艺由于性能的不断提高和功耗的不断降低微控制器在美国航天局和国防部的系统设计上的应用正越来越多。现在美国航天局和国防部计划正在不断地改进固化工艺。微控制器是一个这样的工具正在深入量化抗辐射固化的改进。这些计划的实例是Mission研究公司(MRC)与高级微电子研究所(这项研究的重点)所研制的微控制器。在自然空间辐射环境中由于这些固化工艺的使用美国宇航局在航天飞行中系统中使用验证技术成为必要。单片机是一个行业标准架构被广泛接受和应用并作为一种开发工具。有许多工业供应商他们供应这种控制器或把这种控制器集成到某种类型的系统芯片的结构。医学研究理事会和高级微电子研究所都选择这个设备但他们论证的是两种截然不同固化工艺。医学研究理事会的实例是使用时间锁存需要具体时间以确保单粒子效应减少到最低限度。高级微电子研究所采用超低功耗以及布局和建筑固化工艺的设计原则来实现其结果。这些是与Aeroflex联合技术微电子中心(UTMC)完全不同的方法抗辐射固化的的工业供应商利用抗辐射固化进程研制自己的单片机。一台设备广泛涉及的技术使得成为技术评价的理想载体这项工作的目标是从高级微电子研究所得到CMOS超低功耗辐射容错进程的技术评价。其他两个过程英特尔的商业设备标准和采用国家最先进的加工从达拉斯半导体版本是这个进程的基础。商业研究一一比较了他们的成本效益性能和可靠性。技术性能的评价是为测试微控制器开发硬件和软件。完备进程中目的是优化测试过程以尽可能获得完整的评价。这包括利用现有的硬件和在微控制器上运行的软件对所有子处理器进行评价。这个进程还会使我们较完整地理解如何测试复杂的结构如微控制器以及将来如何更有效地测试这些结构。本科毕业设计(论文
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