本文關(guān)鍵詞： 軟錯(cuò)誤 單粒子效應(yīng) 鎖存器 工藝偏差 門控時(shí)鐘　出處：《合肥工業(yè)大學(xué)》2015年碩士論文　論文類型：學(xué)位論文

【摘要】：隨著集成電路工藝尺寸的不斷降低,電路對(duì)空間輻射引起的單粒子效應(yīng)越來(lái)越敏感。尤其是當(dāng)集成電路應(yīng)用在航空航天領(lǐng)域時(shí),單粒子效應(yīng)已經(jīng)成為導(dǎo)致電路失效的主要原因之一。國(guó)內(nèi)外學(xué)者為此做出了大量的研究并提出很多抗輻射加固的電路結(jié)構(gòu)。但是這些結(jié)構(gòu)大多只能容忍SEU或SET,而且通常面臨著面積、功耗和延遲開銷較大的問(wèn)題�；谏鲜鰡�(wèn)題,本文做了如下工作：闡述了輻射以及輻射引起的單粒子效應(yīng),并重點(diǎn)介紹了單粒子瞬態(tài)和單粒子翻轉(zhuǎn),分析了其產(chǎn)生機(jī)理和對(duì)電路的影響。之后列舉了現(xiàn)有的抗輻射加固技術(shù),并且比較了這些技術(shù)的優(yōu)缺點(diǎn)。針對(duì)現(xiàn)有加固技術(shù)無(wú)法同時(shí)防護(hù)SEU和SET以及受工藝偏差影響較大的問(wèn)題,提出一種高可靠的容軟錯(cuò)誤鎖存器HLTL。該鎖存器采用分離反相器P、N管柵極的方法構(gòu)建內(nèi)部冗余存儲(chǔ)節(jié)點(diǎn)使其對(duì)SEU完全免疫,并且進(jìn)行了濾波設(shè)計(jì)使其可以屏蔽SET。 HSPICE的仿真結(jié)果表明,與其它加固結(jié)構(gòu)相比,該鎖存器在綜合考慮容錯(cuò)性能和開銷時(shí)有明顯的優(yōu)勢(shì),而且受到工藝偏差和溫度的影響較小。針對(duì)現(xiàn)有加固電路功耗較高的問(wèn)題,本文基于時(shí)間和空間冗余技術(shù)提出了一種低開銷的容軟錯(cuò)誤鎖存器DSH-CG。該鎖存器包括兩個(gè)內(nèi)部冗余模塊和一個(gè)由C單元與保持器組成的輸出級(jí),不但可以過(guò)濾上游組合邏輯傳播過(guò)來(lái)的SET脈沖,而且對(duì)SEU完全免疫。SPICE仿真結(jié)果表明,與同類鎖存器相比,該鎖存器的功耗開銷較小而且可以應(yīng)用于門控時(shí)鐘電路。
[Abstract]:With the decreasing of IC process size, the circuit is more and more sensitive to the single particle effect caused by space radiation, especially when the integrated circuit is applied in the field of aerospace. Single particle effect has become one of the main causes of circuit failure. Scholars at home and abroad have made a lot of research and proposed a lot of radiation resistant circuit structures. However, most of these structures can only tolerate SEU or. SET. And usually face the problem of large area, power consumption and delay overhead. Based on the above problems, this paper has done the following work: the radiation and radiation induced by single particle effect. The single particle transient and single particle flipping are introduced, and the mechanism and the influence on the circuit are analyzed. Then, the existing anti-radiation reinforcement techniques are listed. The advantages and disadvantages of these technologies are compared. The existing reinforcement technology can not protect SEU and SET at the same time and is greatly affected by the process deviation. A highly reliable soft-error-tolerant latch, HLTL, is proposed. The latch uses the method of separating the inverters to construct the internal redundant storage nodes to be completely immune to SEU. The simulation results show that compared with other strengthened structures, this latch has obvious advantages when considering the fault tolerance performance and overhead. Moreover, it is less affected by process deviation and temperature, aiming at the problem of high power consumption of existing strengthened circuits. This paper presents a low overhead soft-error tolerant latch DSH-CG based on temporal and spatial redundancy. The latch consists of two internal redundant modules and an output stage composed of C unit and holder. Not only the SET pulse propagated by the upstream combinational logic can be filtered, but also the simulation results of SEU complete immunity. Spice show that compared with the similar latch. The latch has low power consumption and can be used in gated clock circuits.
【學(xué)位授予單位】：合肥工業(yè)大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2015
【分類號(hào)】：TN431.2

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本文編號(hào)：1470664