基于版图设计的DICE触发器单粒子翻转加固技术

作     者：赖晓玲 张健 巨艇 朱启 郭阳明 LAI Xiaoling;ZHANG Jian;JU Ting;ZHU Qi;GUO Yangming

作者机构：西北工业大学计算机学院陕西西安710072 中国空间技术研究院西安分院陕西西安710199 

基　　金：中央高校基本科研业务费(D5000220351)资助 

出 版 物：《西北工业大学学报》 (Journal of Northwestern Polytechnical University)

年 卷 期：2022年第40卷第6期

页      码：1305-1311页

摘      要：D触发器是时序逻辑电路的基础,随着集成电路工艺尺寸进入纳米级,单粒子多节点翻转(single event multiple upset, SEMU)现象趋于严重,双互锁存单元(dual interlocked storage cell, DICE)触发器加固设计方法的抗单粒子翻转(single event upset, SEU)能力已不能满足宇航需求。基于纳米工艺下D触发器的SEU加固技术以及DICE结构的翻转机理,兼顾电路性能、面积和功耗等资源开销,提出了一种以DICE电路结构为基础的版图级抗SEU触发器设计方法,并采用商用65 nm工艺实现了一款抗SEU的D触发器设计,其面积仅为商用结构触发器的1.8倍。电路功能及辐照性能仿真表明,该触发器的建立时间和传输延迟与商用结构触发器相当,在线性传输能(linear energy transfer, LET)阈值大约为37 MeV·cm~2/mg的Ge离子轰击下没有发生SEU,触发器电路的性能和抗单粒子软错误能力表现优秀。在抗辐照专用集成电路设计中,极大节省了由加固D触发器电路所带来的面积、布线资源和时序开销。

主 题 词：辐射效应 DICE触发器 单粒子翻转 版图加固 

学科分类：080902[080902] 0809[工学-计算机类] 08[工学] 0701[理学-数学类] 0812[工学-测绘类] 

核心收录：

D　O　I：10.1051/jnwpu/20224061305

馆 藏 号：203116257...