国家标准计划《处理器器件单粒子试验设计与程序》由 TC425（全国宇航技术及其应用标准化技术委员会）归口，TC425SC2（全国宇航技术及其应用标准化技术委员会宇航电子分会）执行 ，主管部门为国家标准化管理委员会。

主要起草单位 中国航天科技集团公司第九研究院第七七一研究所 。

处理器类器件是航天项目中的核心器件，其抗辐照指标是航天系统成败的关键。

单粒子试验相较于其他类抗辐照试验，其环境复杂，每年试验时间的开放窗口较短，且参试单位众多，单粒子试验机时非常宝贵。

处理器器件拥有众多功能模块，进行单粒子试验需要考核的内容较多，试验设计复杂，试验成功率相对较低，得到准确试验结果的难度最大。

国内《QJ 10005-2008 宇航用半导体器件重离子单粒子效应试验指南》给出了宇航用半导体器件在空间辐射条件下的单粒子效应及其分类，阐述在地面进行单粒子效应试验的原理，并对单粒子试验的设计给出了指导，给出单粒子试验流程和试验过程中的注意事项。

QJ 10005-2008针对宇航用的所有元器件的重离子试验，对试验设计和试验过程起到了指导作用。

但因处理器器件复杂，QJ 10005-2008中没有针对处理器类器件的单粒子试验的详细指导，不能满足对处理器器件抗辐射能力的有效评估。

国外的《ECSS25100 单粒子效应测试方法与指南》等标准给出众多单粒子效应的定义，介绍了辐射源和放射源的测试方法，枚举了测试报告应包含的内容。

ECSS25100详细介绍了单粒子效应的理论基础及试验环境，并给出了试验中关于测试板等设计约束，适用于集成电路和分立半导体，对处理器器件的单粒子试验设计有一定的指导作用和借鉴意义。

但因其给出的相关设计约束没有针对处理器器件，不能体现处理器器件作为试验对象时的特殊性，以之作为处理器器件单粒子试验设计的参考，显得过于简单和抽象。

所以，目前无论国内还是国外，尚无明确的处理器类器件单粒子试验的设计与实施方法标准，亟需统一的标准来进行单粒子试验的设计和器件抗辐照指标的判定，为器件的设计和使用提供理论依据和技术支撑。

随着航天事业的发展，我国宇航级元器件的研制任务越来越多，其中抗辐照能力是宇航级芯片中的一项重要指标，每年对芯片抗辐照能力的测试试验也逐渐增多。

在各类宇航级元器件中，处理器器件最为复杂，一般都是多个功能模块的集合。

在各种抗辐照试验中，单粒子试验最难度最大，需要在线测试被测器件的各种功能，并对测试结果进行记录和分析，最终给出确实可信的抗辐照能力评估结果。

在进行处理器器件的单粒子试验设计过程中，主要存在以下几个方面的难点和重点： 1）根据试验环境提供的粒子种类、注量率等相关参数，设计器件的单粒子方案，确定符合抗辐照考核指标的试验环境、粒子种类、注量率和数据处理方法； 2）因受到试验环境的限制，单粒子系统需要实现长距离供电，对被测器件和主控系统分开单独供电，并实现多个参试系统之间的切换供电和功耗的实时监控，需根据单粒子试验需求设计供电系统； 3）硬件设计上需要依据被测器件设计最小系统，尽量满足单粒子试验对所有功能模块的功能的测试和性能的评估。

为了充分的反映被测器件的抗辐照性能，避免被测处理器辐照后异常，系统设计中需要增加一个不接受辐照的主控处理器进行协调、调度和控制被测处理器，并完成对测试过程的监控和测试结果数据的打包、回传； 4）软件要根据硬件的实现情况设计测试程序对模块进行充分测试，能实时统计试验结果、反馈测试结果并及时保存和显示测试结果，还要充分考虑试验过程中所有模块可能发生的异常情况及相应的处理方法等； 5）因试验目的不同，一些样品需要完成鉴定试验，部分是进行摸底，还有一些是没有参照，是新产品、新工艺、新评价体系的摸索，没有现成的试验方法，对试验样品的选择、试验过程的监控和试验数据的记录都没有一个相对统一的标准。

由于此类试验的复杂程度高，试验准备过程中，甚至试验中经常出现各种意想不到的情况，给试验的准备工作和实施工作带来很大难度。

单粒子试验机时每年只开放一两次，每次时间很短，并且要按照要求提前申请机时。

所以，提高试验效率、节省机时也是单粒子试验中一个很重要的问题。

随着处理器类器件产品日益成熟，相应配套的抗辐照试验日益增多，对试验的要求也越来越高，因此有必要对处理器类单粒子试验试验方案进行规范化的指导，以减少错误的发生，提高试验效率，保证试验安全，使宝贵的试验机时得到充分利用，同时也可有效缩短抗辐照处理器的研制周期。

771所一直致力于航天元器件和航天计算机的设计，为我国的航天项目提供合格的高可靠的抗辐照元器件，已经有一大批抗辐照元器件在轨运行。

承接了诸多抗辐照处理器项目的设计，且每年都有多批次的产品参加单粒子试验进行试验摸底或产品鉴定，成立了专门的抗辐照设计和试验团队，积累了丰富的经验。

在此基础上对工作经验进行总结，形成了航天九院院标《处理器器件单粒子试验实施细则》，规范了航天元器件进行单粒子试验的设计和实施，具备了单粒子试验标准化的理论基础。

主要研究处理器类器件单粒子效应试验的一般方法和要求，用于规范处理器类器件单粒子试验的软硬件设计及试验程序，确保试验顺利进行，试验结果可靠且被统一认可，研究内容主要包括： 1）系统供电设计：根据试验场所限制，设计便捷高效的单粒子试验系统供电方案； 2）硬件设计：根据试验场所限制，设计安全可靠的针对处理器的单粒子试验板； 3）软件设计：设计监控端软件方案和处理器器件的软件方案，可有效反应器件的抗辐照能力； 4）选择样品和分析试验结果：选择符合试验要求的样品，根据试验目的选择样品数量；分析试验数据，对抗辐照指标作出有效评估。