发明名称 一种抗单粒子翻转和单粒子瞬态脉冲的触发器设计方法
摘要 一种抗单粒子翻转和单粒子瞬态脉冲的触发器设计方法,包括电路加固设计和版图加固设计,其中电路加固设计,基于DICE结构,采用0.13um体硅CMOS工艺,设计带延迟滤波的冗余时钟DICE触发器电路;版图加固设计中增加DICE触发器电路中存储节点之间的距离和减小漏区面积。本发明避免了时钟交叠发生,并减小功耗开销,进一步提升了触发器单元抗SEU/SET的能力,实现代价小、可靠性高。
申请公布号 CN103888106B 申请公布日期 2017.01.11
申请号 CN201410126618.2 申请日期 2014.03.31
申请人 西安空间无线电技术研究所 发明人 周国昌;巨艇;赖晓玲;王轩;张健
分类号 H03K3/3562(2006.01)I 主分类号 H03K3/3562(2006.01)I
代理机构 中国航天科技专利中心 11009 代理人 安丽
主权项 一种抗单粒子翻转和单粒子瞬态脉冲的触发器设计方法,其特征在于实现步骤如下:第一步,电路加固设计;基于DICE结构,采用0.13um体硅CMOS工艺,设计带延迟滤波的冗余时钟DICE触发器电路,所述带延迟滤波的冗余时钟DICE触发器电路由延迟滤波电路和DICE触发器电路组成,延迟滤波电路的输出与DICE触发器电路的数据输入端相连;所述延迟滤波电路由延迟单元和滤波电路两部分组成,利用延迟单元对输入的数据在前后800ps时刻分别进行取样,若这几个时刻输入不同,则说明数据受到SET扰动,则由滤波电路C‑element进行比较表决;所述DICE触发器电路包括数据输入端、数据输出端、冗余传输电路、两路冗余时钟、主锁存单元和从锁存单元;其中数据输入端在时钟的上升沿采样触发器输入的数据,输出连接主锁存单元和冗余传输电路;主锁存单元在时钟处于高电平时,对采样的数据状态进行维持,并通过冗余传输电路将数据给到数据输出端进行输出;从锁存单元与主锁存单元之间通过冗余传输电路相连,在时钟处于低电平时,从锁存单元对采样的数据状态进行维持,并将数据给到数据输出端进行输出;两路冗余时钟为触发器各部分结构提供时序控制;数据输入端采用C<sup>2</sup>MOS电路结构代替传统结构中的传输门;采用两路冗余时钟设计,分别为CK1和CK2,通过两级相同的反相器后作为触发器的时钟输入;主锁存单元和从锁存单元均采用DICE,即双互锁存储结构,主锁存单元包括四个相关的存储节点MA、MB、MC、MD,其中MA和MC存储相同的逻辑值,称为一对主敏感节点,MB和MD存储相同的逻辑值,称为一对主敏感节点;其中MA和MB、MD存储不同的逻辑值,称为从敏感节点,MC和MB、MD存储不同的逻辑值,称为从敏感节点;从锁存单元包括四个相关的存储节点SA、SB、SC、SD,其中SA和SC存储相同的逻辑值,称为一对主敏感节点,SB和SD存储相同的逻辑值,称为一对主敏感节点;其中SA和SB、SD存储不同的逻辑值,称为从敏感节点,SC和SB、SD存储不同的逻辑值,称为从敏感节点;主锁存单元和从锁存单元之间,采用了结构相同的冗余传输电路;DICE触发器的数据通过连接反相器输出;第二步,版图加固设计;(1)增加DICE触发器电路中存储节点之间的距离在DICE触发器电路的结构版图中设计一对主敏感节点的距离大于11um,一对从敏感节点距离大于5um;(2)减小漏区面积;采用的标准单元高度为4.0μm,相当于10个金属1的节宽。
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