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一种抗辐照三模冗余锁存器制造技术

技术编号:38074027 阅读:15 留言:0更新日期:2023-07-06 08:42
本发明专利技术公开了一种抗辐照三模冗余锁存器,属于专用集成电路抗辐照设计领域。本发明专利技术设计一种新型主级锁存器以及新型冗余表决电路,包括第一晶体管级表决电路、第二晶体管级表决电路和保护门电路。本发明专利技术从电路结构对主级锁存器及表决电路进行抗辐照加固,增强主级锁存器对于SNU以及DNU的抵抗性,减少表决电路自身SNU对输出结果的影响,增强三模冗余系统稳定性;本发明专利技术的冗余表决电路MOS管总数仅为全三模冗余表决电路MOS管总数的30%,有效的降低了三模冗余系统的面积开销,更适应于超大规模集成电路抗辐照设计。集成电路抗辐照设计。集成电路抗辐照设计。

【技术实现步骤摘要】
一种抗辐照三模冗余锁存器


[0001]本专利技术涉及一种抗辐照三模冗余锁存器,属于专用集成电路抗辐照设计领域。

技术介绍

[0002]在恶劣的空间环境中使用电子元件会带来许多可靠性挑战,空间CMOS集成电路故障的主要原因之一是辐射感应效应,可分为总剂量效应(Total Ionizing Dose)和单粒子效应(Single Event Effect)。先进的纳米级工艺技术对总剂量效应的耐受性更强,但随着工艺技术的提升,系统复杂性不断增加,单粒子效应导致的错误率随之增加。单粒子效应主要包括单粒子脉冲SET(Single Event Transient)与单粒子翻转SEU(Single Event Upset)。单粒子脉冲SET是当入射粒子在栅极敏感区域沉积足够电荷时,在组合栅极输出处产生的电压毛刺。这些集合可能会传播到顺序单元,并最终导致存储逻辑值的翻转,称为单粒子翻转SEU。单粒子翻转SEU可被分为单点翻转SNU(Single Node Upset)、双点翻转DNU(Double Node Upset)、CLK信号翻转。由于任何工艺中标准单元的本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种锁存器,其特征在于,所述锁存器包括:第一传输门(101)、第二传输门(102)、DELAY延时单元(103)、第一反相器(104)、第二反相器(105)、第三反相器(106)和增加泄放通路的C单元(107);所述第一传输门(101)的输入端为所述锁存器输入端,输出端与所述第二传输门(102)的输入端、所述DELAY延时单元(103)的输入端及所述增加泄放通路的C单元(107)相连;所述第一传输门(101)的P管控制极与N管控制极分别接时钟反信号CLKN与时钟信号CLK;所述第二传输门(102)的输入端与所述第一传输门(101)的输出端、所述DELAY延时单元(103)的输入端及所述增加泄放通路的C单元(107)其中一个输入端相连;所述第二传输门(102)的输出端与所述第一反相器(104)的输出端相连;所述第二传输门(102)的P管控制极与N管控制极分别接时钟信号CLK与时钟反信号CLKN;所述DELAY延时单元(103)的输入端与所述第一传输门(101)的输出端、第二传输门(102)的输入端相连,所述DELAY延时单元(103)的输出端与所述增加泄放通路的C单元(107)的另一输入端相连;所述增加泄放通路的C单元(107)的输出端与所述第一反相器(104)的输入端、所述第二反相器(105)的输入端及所述第三反相器(106)的输出端相连,并作为所述锁存器的输出端;所述第二反相器(105)的输出端与所述第三反相器(106)的输入端相连,其输入输出互连,组成保持电路。2.根据权利要求1所述的锁存器,其特征在于,所述增加泄放通路的C单元(107)的内部包括:两个PMOS管和两个NMOS管;在所述两个PMOS管源漏连接处再接一个泄放PMOS管漏端作为泄放通路,在所述两个NMOS管的源漏连接处再接一个泄放NMOS管漏端作为泄放通路;所述泄放PMOS管的源端接GND,栅端与所述泄放通路NMOS管的栅端相连,所述泄放NMOS管的源端接VDD。3.根据权利要求2所述的锁存器,其特征在于,针对CLK信号短时间发生翻转:若在CLK高电平、CLKN低电平时,所述第一传输门(101)关闭,所述第二传输门(102)导通,数据锁存;若单粒子效应导致CLK短时间翻转为透明状态,所述DELAY延时单元(103)与所述增加泄放通路的C单元(107)组合,错误数据脉冲不能通过;若在CLK低电平、CLKN高电平时,所述第一传输门(101)导通,所述第二传输门(102)关闭,数据透明;若单粒子效应导致CLK短时间翻转为锁存状态,数据被错误锁存,错误数据脉冲过短,所述增加泄放通路的C单元(107)两输入端不同,错误数据不能通过。4.根据权利要求2所述的锁存器,其特征在于,针对单点翻转SNU,若单粒子脉冲发生在锁存器内部,电荷通过两个所述泄放通路泄放。5.根据权利要求2所述的锁存器,其特征在于,针对单点翻转SNU,若单粒子脉冲发生在输入端,若输入正常数据信号不影响数据输出,若输入脉宽为400ps及以下的脉冲信号则所述增加泄放通路的C单元(107)输出呈高阻态,错误翻转信号不能通过锁存器,在锁存器中被过滤掉。6.一种冗余表决电路,其特征在于,所述冗余表决电路包括:第一晶体管级表决电路、第二晶体管级表决电路和保护门电路;所述第一晶体管级表决电路和第二晶体管级表决电路的结构相同,两者并联,输入端接输入信号,输出端连接所述保护...

【专利技术属性】
技术研发人员:顾晓峰曹晓阳虞致国
申请(专利权)人:江南大学
类型:发明
国别省市:

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