[发明专利]一种基于锁相环的双模自切换抗辐射加固时钟生成电路

说明书

本发明提出了一种基于锁相环的双模自切换抗辐射加固时钟生成电路，主要由两个独立的锁相环、延时单元、误差检测单元和时钟选择单元构成。所述的两个独立的锁相环为未经过抗辐射加固的电荷泵锁相环，分别提供相应的时钟输出；所述的延时单元实现对锁相环输出信号的延迟；所述的误差检测单元用来检测主路锁相环中鉴频鉴相器的两个输出信号是否正确并输出相应的指示信号；所述的时钟选择单元对两路锁相环的延时输出进行选择性输出作为最终的输出。本发明可以很大程度上消除辐射环境中单粒子效应对电路工作状态的干扰，确保锁相环作为时钟信号的稳定，提高系统的可靠性，具有实现方便、面积小、功耗低等优点。

技术领域

本发明涉及一种基于锁相环的时钟生成电路，尤其涉及一种双模自切换抗辐射加固时钟生成电路，可有效消除抑制单粒子瞬态(SET)效应。

背景技术

随着集成电路特征尺寸的不断缩小，针对太空辐射环境中高能粒子撞击所引发的单粒子瞬态(SET)效应越发不容忽视。稳定高速的系统时钟是确保系统高速稳定运转的关键，单粒子瞬态(SET)效应不但能使得锁相环的输出时钟信号发生错误，错误的时钟还将引发数据传输错误甚至于整个系统瘫痪。

针对单粒子效应的严重性，用带有抗辐射加固设计的锁相环提供系统时钟显得十分必要。根据对锁相环单粒子效应的分析，非加固的锁相环电路其内部存在多处敏感节点，尤其是电荷泵和压控振荡器等模拟模块，一旦受到一次单粒子扰动，便需要一段时间才能够重新恢复到稳定的状态。

针对已有的锁相环抗辐射加固技术，主要分为两类：一类为针对锁相环内部多处敏感节点进行冗余或补偿等方式进行加固。由于锁相环内部敏感节点较多，只能将影响较大的节点进行加固设计，这样只是从大概率上对SET效应进行加固，将错误率降低部分；另一类为对锁相环进行系统级加固，即三模冗余加固，由于该方式将锁相环复制三份，消耗较大的功耗和面积。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是：提供一种基于锁相环的双模自切换抗辐射加固时钟生成电路，既具备高可靠性的加固效果，同时又具备功耗低、面积小的优势。

本发明的技术方案是：

一种基于锁相环的双模自切换抗辐射加固时钟生成电路，其特征在于：包括主路锁相环和辅路锁相环、主路延时单元和辅路延时单元、误差检测单元和时钟选择单元；主路锁相环和辅路锁相环为未经过抗辐射加固的电荷泵锁相环，分别提供时钟信号输出；主路延时单元对主路锁相环输出的时钟信号进行延时得到主路锁相环时钟信号的延时输出；辅路延时单元对辅路锁相环输出的时钟信号进行延时得到辅路锁相环时钟信号的延时输出；所述的误差检测单元对主路锁相环中鉴频鉴相器的两个输出信号进行检测并输出指示信号，当鉴频鉴相器的两个输出信号相同时，误差检测单元输出的指示信号为第一电平信号，当鉴频鉴相器的两个输出信号不同时，误差检测单元输出的指示信号为第二电平信号；时钟选择单元对两路锁相环的延时输出进行选择作为最终的输出，主路锁相环时钟信号的延时输出和辐路锁相环时钟信号的延时输出作为时钟选择单元的两个时钟输入，误差检测单元输出的指示信号作为时钟选择单元的控制输入，当误差检测单元的指示信号为第一电平信号时，时钟选择单元选择主路锁相环的延时输出为最终的输出，当误差检测单元的指示信号为第二电平信号时，时钟选择单元选择辅路锁相环的延时输出为最终的输出。

所述第一电平信号为高电平，第二电平信号为低电平。