一种抗SET/SEU的双模冗余D触发器设计

来源 :哈尔滨工业大学 | 被引量 : 0次 | 上传用户:feixingyuan1977
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中国航天事业近年来飞速发展,更小的电路工艺尺寸成为提升航天器用集成电路性能的必经之路。但同时为抗辐射加固技术带来了新的挑战。随着器件尺寸的不断缩小,工作频率不断增加、电源电压及节点电容不断降低,电路中由单粒子效应导致的软错误率持续升高,现有的许多加固设计已无法满足电路加固需求。触发器作为数字集成电路中不可缺少的逻辑器件,直接影响整个电路的抗辐射能力,因此对D触发器进行抗辐射加固设计是十分必要的。本文基于SMIC65nm工艺,通过研究双模冗余触发器结构,针对该结构存在的缺点,设计了一种基于低功耗延迟单元的加固D触发器(DERH触发器)。DERH触发器具有完全抵抗单粒子瞬态(SET)和单粒子翻转(SEU)的能力。仿真结果表明,与BISER触发器相比,DERH触发器有效地降低了面积及功耗开销。按照标准单元的版图设计要求绘制了DERH触发器电路的版图,并进行了版图后仿真,与前仿结果一致。在电路及版图的验证全部通过后,提取了DERH触发器版图的物理信息及时序信息,整理并编写了库文件,完成了DERH触发器标准单元的建立。对生成的库文件进行验证,结果表明DERH触发器标准单元可以被正确的用于自动化设计流程中。使用DERH触发器对16位六级流水线型乘法器和ISCAS89电路进行了加固设计,并进行了故障注入验证。结果表明使用DERH触发器加固的电路能够完全屏蔽掉注入的SEU故障及SET故障,在保证电路功能正常运行的同时,增强了电路的抗辐射能力。
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