抗单粒子翻转的高可靠移位寄存器设计

来源：浙江大学学报·工学版杂志2016年第4期北京时间：

作者：苏梦瑶, 陈旭斌, 邱仅朋, 王志宇, 刘家瑞, 陈华, 尚永衡,刘东栋, 郁发新

单位：浙江大学 航空航天学院,浙江 杭州 310027

摘要：为了提高传统移位寄存器的可靠性和耐辐射性,提出抗单粒子翻转（SEU）的高可靠移位寄存器.该设计基于TSMC 0.18 μm 1.8 V 1P5M工艺,利用双边复位、位线分离和三模冗余技术,设计双边上电复位（POR）和SEU加固双互锁存储单元（DICE）结构.从原理图和版图两个层面,对传统移位寄存器结构进行全面SEU加固.为了模拟单粒子效应,在电路敏感节点注入不同线性能量传输（LET）的瞬态电流脉冲,利用Spectre仿真器及BSIM3v3物理模型,结合瞬态电路分析理论,对所设计的移位寄存器进行抗单粒子翻转性能仿真验证.仿真结果表明,提出的双边复位POR和SEU加固DICE电路在LET为100 MeV·cm2/mg时不发生翻转.与传统的移位寄存器相比,设计的移位寄存器的抗单粒子翻转能力有显著的提高,具备高可靠性和辐射耐受性,可以用于航天领域的CMOS芯片设计. 关键词：

关键词：

基金资助：国家自然科学基金资助项目（61401395）；中央高校基本科研业务费专项资助项目（2014QNA4033）.