在单粒子锁定试验及敏感性评估的研究工作中，一般要求根据单粒子锁定测试原理和集成电路的一般测试要求，对电子器件和集成电路的单粒子锁定测试进行测试系统方案设计。集成电路的一般测试要求主要与集成电路功能及参数特性密切相关，不同种类的集成电路，其测试要求及实现方案不同，很难给出一个全面详尽的说明。下面仅以80C31单片机和SRAM存储器为例，举例说明单粒子锁定测试系统的设计方法和系统组成的一般要求。
（一）80C31测试方案和系统
单片机80C31单粒子锁定测试系统组成原理图如图4-29所示。测试系统实现的主要功能有：80C31功能测试；被测Intel80C31芯片寄存器、片内RAM数据读取功能；80C31芯片电源输入电流监控功能；能够实现80C31电源异常输入大电流保护、计数及加电恢复功能；对被测80C31芯片远程复位功能。该系统在进行单粒子锁定的测试过程中，同时也能够实现对80C31单片机单粒子翻转敏感性的测试。
图4-29 80C31单粒子锁定测试系统组成原理图
从原理图中可以看出，为了准确测出80C31的单粒子效应，在测试系统中加入了一个监测CPU芯片AT89C52，该芯片用于监测被试样品的运算结果和输入电流的变化情况。在被试样品和监测CPU芯片中都同时进行同样的运算，如果发现被试样品的计算结果和监测CPU芯片的计算结果不一致，那就证明80C31中出现了一次单粒子翻转，用监测芯片作记录，并传给上位处理机进行处理。同样，也是用AT89C52对被试样品的输入电流进行监控，如果被试样品的输入电流超过了芯片正常使用的最大电流上限，监测芯片立即作出反应，通过调用程序切断被试样品80C31的输入电源，同时用芯片中的定时器进行一定时间的计时，直到单粒子锁定现象被消除，定时器通知监测芯片，计时结束，这时给被试样品恢复供电。
图4-30是80C31单粒子效应测试系统中测试上位机监控原理图，通信方式采用RS-422通信卡进行远程测控。根据80C31芯片的结构特点，上位机需要对被试样品的累加器、定时器、寄存器以及样品的过电流次数进行监测和显示。
图4-30 80C31测试上位机监控情况原理图
（二）SRAM存储器测试方案(www.xing528.com)
SRAM单粒子锁定测试系统中同样采用了监测芯片AT89C52，用于对被试样品中存储数据的读出和写入，同时通过实时监测被试样品中数据是否出现变化，就可以断定被试样品是否发生了单粒子翻转现象。利用该测控芯片结合上位机测控软件，可以准确排列出芯片中存储的数据情况，根据实际测试情况，在芯片中写入的内容被定为以下几个数：00H，55H，AAH，FFH。在测试过程中如果发现哪一个存储单元发生了翻转，对应测试系统中排列出的存储情况就可以找到是哪一个存储单元发生了翻转。另外，该测试系统同样可以结合A/D转换器和电流传感器，实时监测被试样品电流输入，如果发现被试样品的输入电流超过了芯片正常使用的最大电流上限，监控芯片立即作出反应，通过调用程序发出切断被试样品的输入电流，同时用芯片中的定时器进行一定时间的延迟计时，直到单粒子锁定现象被消除，定时器通知监测芯片，计时结束，可以给被试样品恢复供电。图4-31是存储器HM65162、IDT71256和HM6116的单粒子锁定测试系统原理图。
根据单粒子锁定现象的特征和测试系统原理，上位测控计算机主要对SEL发生的次数和SRAM的翻转情况进行监测，并实时显示。图4-32为针对SRAM测试的上位机测控原理图。
图4-31 HM65162、IDT71256和HM6116的单粒子锁定测试系统原理图
图4-32 SRAM测试上位机测控情况原理图
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