发明名称 一种基于单相位时钟的抗辐射触发器电路结构
摘要 一种基于单相位时钟的抗辐射触发器电路结构,包括时钟生成模块、数据滤波模块、第一单相位时钟基本触发器模块、第二单相位时钟基本触发器模块、第三单相位时钟基本触发器模块、第一DICE加固模块、第二DICE加固模块、第三DICE加固模块、第一C单元模块、第二C单元模块、第三C单元模块和选举模块。本发明触发器电路结构采用单相时钟技术,与现有的触发器技术相比,不仅节省了面积开销并降低功耗,而且避免了主从结构触发器中的时序冗余,提升触发器的时序性能,另外本发明触发器电路结构采用混合DICE+TMR结构,提高了触发器的触发脉冲,增强了抗单粒子翻转和单粒子脉冲的能力。
申请公布号 CN105141291A 申请公布日期 2015.12.09
申请号 CN201510346149.X 申请日期 2015.06.19
申请人 北京控制工程研究所 发明人 夏冰冰;孙强;吴军;刘鸿瑾;杨桦;吴一帆
分类号 H03K3/02(2006.01)I 主分类号 H03K3/02(2006.01)I
代理机构 中国航天科技专利中心 11009 代理人 陈鹏
主权项 一种基于单相位时钟的抗辐射触发器电路结构,其特征在于包括时钟生成模块、数据滤波模块、第一单相位时钟基本触发器模块、第二单相位时钟基本触发器模块、第三单相位时钟基本触发器模块、第一DICE加固模块、第二DICE加固模块、第三DICE加固模块、第一C单元模块、第二C单元模块、第三C单元模块和选举模块,其中时钟生成模块,包括三条反相器链,其中,第一条反相器链包含两级反相器,第二条反相器链包含四级反相器,第三条反相器链包含六级反相器;第一条反相器链中,第一级反相器接收外界输入的CK时钟信号,输出信号nclk1送至第二级反相器及第一单相位时钟基本触发器模块,第二级反相器根据信号nclk1输出bclk1信号,并送至第一单相位时钟基本触发器模块;第二条反相器链中,第一级反相器接收外界输入的CK时钟信号,输出信号ck1送至第二级反相器,第二级反相器根据ck1输出ck2送至第三级反相器,第三级反相器根据ck2输出nclk2送至第四级反相器及第二单相位时钟基本触发器模块,第四级反相器根据nclk2输出bclk2信号,送至第二单相位时钟基本触发器模块;第三条反相器链中,第一级反相器接收外界输入的CK时钟信号,输出信号ck3送至第二级反相器,第二级反相器根据ck3输出ck4送至第三级反相器,第三级反相器根据ck4输出ck5送至第四级反相器,第四级反相器根据ck5输出ck6送至第五级反相,第五级反相器根据ck6输出nclk3送至第六级反相器及第三单相位时钟基本触发器模块,第六级反相器根据nclk3输出bclk3信号,送至第三单相位时钟基本触发器模块,所述的反相器为PMOS管和NMOS管并联组成的电路结构;数据滤波模块,包括第一反相器、第二反相器、第三反相器和四输入反相器;第一反相器接收外部输入的数据信号D,输出信号DM1给第二反相器,第二反相器根据DM1产生DM2送至四输入反相器,四输入反相器根据数据信号D和DM2产生DM3信号送至第三反相器,第三反相器根据DM3产生D1分别送至第一单相位时钟基本触发器模块、第二单相位时钟基本触发器模块、第三单相位时钟基本触发器模块;所述的四输入反相器包含第一PMOS管、第二PMOS管、第一NMOS管和第二NMOS管,第一PMOS管的源端接电源,衬底接电源,栅端接数据信号D,漏端与第二PMOS管的源端相连,第二PMOS管的栅端接DM2,衬底接电源,漏端输出DM3至第三反相器,并与第一NMOS管的源端连接,第一NMOS管的栅端连接DM2,衬底接地,漏端连接第二NMOS管的源端,第二NMOS管的栅端连接数据信号D,衬底及漏端连接地;第一单相位时钟基本触发器模块,根据nlck1、bclk1和D1产生两路信号X1+和X1‑,送至第一DICE加固模块;第二单相位时钟基本触发器模块,根据nlck2、bclk2和D2产生两路信号X2+和X2‑,送至第二DICE加固模块;第三单相位时钟基本触发器模块,根据nlck3、bclk3和D3产生两路信号X3+和X3‑,送至第三DICE加固模块;所述的第K单相位时钟基本触发器模块包括第三PMOS管、第四PMOS管、第五PMOS管、第六PMOS管、第七PMOS管、第三NMOS管、第四NMOS管、第五NMOS管、第六NMOS管、第七NMOS管、第八NMOS管;第三PMOS管的源端及衬底与电源相连,栅端与信号Dk’相连,漏端与第四PMOS管的源端相连,第四PMOS管的栅端与信号bclkk’相连,衬底接电源,漏端输出信号DM4,并与第三NMOS管的源端相连,第三NMOS管的栅端与D1相连,第三NMOS管的漏端及衬底与地相连,第五PMOS管的源端及衬底与电源相连,栅端与信号bclkk’相连,漏端输出信号DM5,并与第四NMOS管的源端相连,第四NMOS管的栅端与DM4相连,衬底接地,漏端与第五NMOS管的源端相连,第五NMOS管的栅端与信号bclkk’相连,漏端及衬底与地相连,第六PMOS管的源端及衬底与电源相连,栅端与DM5相连,漏端输出信号第Xk’+至第K DICE加固模块,并与第六NMOS管的源端相连,第六NMOS管的栅端与bclkk’相连,衬底接地,漏端与第七NMOS管的源端相连,第七NMOS管的栅端与DM5相连,漏端及衬底与地相连,第七PMOS管的栅端与nclkk’相连,衬底接电源,源端与信号第Xk’+及第八NMOS管的源端相连,漏端输出信号第Xk’‑至第K DICE加固模块,并与第八NMOS管的漏端相连,第八NMOS管的栅端与bclkk’相连,衬底接地,其中,K=一,二,三,当K=一时,k’=1,当K=二时,k’=2,当K=三时,k'=3;第一DICE加固模块,对输入的信号X1+和信号X1‑进行反馈闭环处理,然后将反馈闭环处理后的信号X1+和X1‑送至第一C单元模块;第二DICE加固模块,对输入的信号X2+和信号X2‑进行反馈闭环处理,然后将反馈闭环处理后的信号X2+和X2‑送至第二C单元模块;第三DICE加固模块,对输入的信号X3+和信号X3‑进行反馈闭环处理,然后将反馈闭环处理后的信号X3+和X3‑送至第三C单元模块;所述的第KDICE加固模块包括第八PMOS管、第九PMOS管、第十PMOS管、第十一PMOS管、第九NMOS管、第十NMOS管、第十一NMOS管、第十二NMOS管;第八PMOS管的源端及衬底与电源相连,栅端与信号DM7相连,漏端与信号Xk’+相连,第九NMOS管的源端与信号Xk’+相连,栅端与信号DM6相连,漏端及衬底与地相连,第九PMOS管的源端及衬底与电源相连,栅端与信号Xk’+相连,漏端输出信号DM6,第十NMOS管的源端与信号DM6相连,栅端与信号Xk’‑相连,漏端及衬底与地相连,第十PMOS管的源端及衬底与电源相连,栅端与信号DM6相连,漏端与信号Xk’‑相连,第十一NMOS管的源端与信号Xk’‑相连,栅端与信号DM7相连,漏端及衬底与地相连,第十一PMOS管的源端及衬底与电源相连,栅端与信号Xk’‑相连,漏端输出信号DM7,第十二NMOS管的源端与信号DM7相连,栅端与信号Xk’+相连,衬底及漏端与地相连;第一C单元模块,根据X1+和X1‑产生Q1信号,送至选举模块;第二C单元模块,根据X2+和X2‑产生Q2信号,送至选举模块;第三C单元模块,根据X3+和X3‑产生Q3信号,送至选举模块;所述的第K C单元模块包括第十二PMOS管、第十三PMOS管、第十三NMOS管、第十四NMOS管;第十二PMOS管的源端及衬底与电源相连,栅端与信号Xk’+信号相连,漏端与第十三PMOS管的源端相连,第十三PMOS管的衬底与电源相连,栅端与信号Xk’‑相连,漏端输出信号Qk’,并与第十三NMOS管的源端相连,第十三NMOS管的栅端与Xk’‑信号相连,漏端与第十四NMOS管的源端相连,衬底与地相连,第十四NMOS管的栅端与Xk’+信号相连,衬底及漏端与地相连;选举模块,包括第十四PMOS管、第十五PMOS管、第十六PMOS管、第十七PMOS管、第十八PMOS管、第十九PMOS管、第十五NMOS管、第十六NMOS管、第十七NMOS管、第十八NMOS管、第十九NMOS管、第二十NMOS管和第四反相器;第十四PMOS管的衬底与源端与电源相连,栅端与信号Q2相连,漏端与第十五PMOS管的源端相连,第十五PMOS管的栅端与信号Q1相连,衬底与电源相连,漏端输出信号DM8,并与第十五NMOS管的源端相连,第十五NMOS管的栅端与信号Q1相连,衬底与地相连,漏端与第十六NMOS管的源端相连,第十六NMOS管的栅端与信号Q2相连,衬底及漏端与地相连,第十六PMOS管的源端及衬底与电源相连,栅端与信号Q3相连,漏端与第十七PMOS管的源端相连,第十七PMOS管的栅端与信号Q2相连,衬底与电源相连,漏端与信号DM8及第十七NMOS管的源端相连,第十七NMOS管的栅端与信号Q2相连,衬底与地相连,漏端与第十八NMOS管的源端相连,第十八NMOS管的栅端与信号Q3相连,衬底及漏端与地相连,第十八PMOS管的源端与衬底与电源相连,栅端与信号Q1相连,漏端与第十九PMOS管的源端相连,第十九PMOS管的栅端与信号Q3相连,衬底与电源相连,漏端与信号DM8及第十九NMOS管的源端相连,第十九NMOS管的栅端与信号Q3相连,衬底与地相连,漏端与第二十NMOS管的源端相连,第二十NMOS管的栅端与Q1相连,衬底与漏端与地相连,第四反相器与信号DM8相连,输出信号Q。
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