集成电路发展至今,其应用场景愈发广泛,越来越多的So C芯片被应用在航天系统之中,在空间辐射环境下,芯片会受到各种辐射效应的影响。输入输出（IO）单元是连接芯片内部与外部电路的桥梁,为了避免空间中的高能粒子通过芯片引脚影响芯片内部,需要对IO单元进行抗辐射加固设计,同时IO单元也要对芯片内部与单元自身提供静电防护。本文对输入输出单元进行抗辐射与抗静电的设计,在设计工作完成后进行验证,并将单元用于芯片设计中。本文基于SMIC0.18μm工艺,在厂商提供的IO单元的基础上,结合抗辐射加固措施,对其电路与版图进行加固设计。设计的抗辐射IO单元类型包括普通的输入单元、带上拉下拉功能的输入单元、带施密特触发器的输入单元,不同驱动能力的输出单元,以及电源单元。针对IO单元的静电放电（ESD）防护,使用了栅接地NMOS（GGNMOS）器件与电源钳位结构,使用TCAD工具对GGNMOS器件进行建模,基于人体模型进行混合仿真,对电源钳位结构进行冗余加固,实现静电防护的同时增加了抗辐射的能力。然后通过增加保护环对版图进行加固,一方面通过寄生二极管吸收总剂量效应产生的电荷,另一方面减小寄生三极管的增益来抵抗单粒子闩锁的影响;并通过增加通孔的数量以及增加MOS管之间的间距,减小版图寄生参数的影响,来抵抗单粒子效应。最后对抗辐射性能与ESD防护性能进行了分析,设计的单元可以有效抵抗40Me V·cm~2/mg的高能粒子以及2k V HBM ESD应力。本文对所设计的电路和版图进行了仿真及规则检查,检查通过之后,提取了时序信息以及物理信息,整理了抗辐射IO单元库文件,采用抗辐射标准单元库与所设计的抗辐射IO单元,完成了基于I2C协议的抗辐射SRAM控制器的设计。设计阶段采用半定制的设计方法,这样可以在简化芯片设计流程、缩短周期的同时,最大程度的保证功能以及抗辐射性能的要求。自动布局布线后的芯片版图通过了DRC、LVS检查,目前该设计已经交付进行流片,说明设计的库单元可以正确地用于集成电路EDA设计流程中,验证了其功能的正确性。