[发明专利]一种自适应的触发器加固电路

说明书

技术领域

本发明涉及一种单粒子效应研究领域，特别是涉及一种自适应的触发器加固电路。

背景技术

随着航天、军事等领域技术的发展，越来越多的集成电路需要在辐射环境下工作。辐射对集成电路产生的效应主要分为两大类：单粒子效应和总剂量效应。

其中，单粒子瞬变效应是影响芯片性能的主要因素。当芯片放置在辐射环境中，周围能量粒子会注入到芯片内部，由于电离辐射作用能量粒子的运动轨迹上产生一定数目的电子、空穴对；这些电子、空穴对在电场的作用下被芯片上的电路节点吸收，改变节点电平。如果所述芯片上的电路中没有反馈回路，那么在单粒子作用的时间结束后，该节点电平又会恢复回原来的值，从而在电路中产生一个脉冲信号，在短时间内对电路节点产生干扰。单粒子效应可细分为三类：1、单粒子软错误效应：包括单粒子反转效应，单粒子瞬变效应，单粒子多翻转效应等，在短时间内对电路节点产生干扰。2、具有潜在危险性的效应：如单粒子闩锁效应，如不加以控制，可能会导致芯片发生单粒子烧毁。3、单粒子硬错误效应，如位移损伤等，会使得芯片中的晶体管彻底不能工作。

为了能够避免上述单粒子瞬变效应，往往需要对触发器电路进行加固，现有的一种自适应的触发器加固电路如图1所示，其包括时钟模块1、延时滤波模块2、主从级DICE触发器模块3，以及输出模块4，所述主从级DICE触发器模块3包括主级模块31以及从级模块32。该电路入级设置有滤波模块，滤除前一级电路的单粒子瞬态脉冲，然而，所述滤波模块究竟需要滤除多宽的脉冲并不清楚，其滤除的电路设计可能冗余过大，导致加固触发器的面积大，并且可滤除的脉冲越宽，触发器的工作速度越慢。

鉴于以上所述，提供一种能够精确的测得不同能量粒子轰击下的单粒子瞬态脉冲宽度，并依据该脉冲宽度自动加固触发器实属必要。

发明内容

鉴于以上所述现有技术的缺点，本发明的目的在于提供一种自适应的触发器加固电路，以实现单粒子瞬态脉冲宽度的精确测量，并依据该脉冲宽度对触发器进行更优的加固设计。

为实现上述目的及其他相关目的，本发明提供一种自适应的触发器加固电路，包括：

反相器链，包括多级级联的反相器；

锁存器，连接于每级反相器的输出端，用于锁存反相器的输出逻辑状态；

控制模块，连接于各锁存器，用于控制某个时刻所有的锁存器，使每个锁存器保持相对应的反相器的输出逻辑状态；

计算模块，连接于各异锁存器，用于计算逻辑发生变化的反相器个数，并以反相器的传输延时为单位，标定出SET脉冲的宽度；

延时滤波模块，连接于所述计算模块，用于依据计算模块标定的SET脉冲的宽度，自动设置精确的滤波延时，滤除触发器模块的单粒子瞬态脉冲。

作为本发明的自适应的触发器加固电路的一种优选方案，所述反相器链上的反相器的MOS管漏端受到粒子轰击时，电离出大量的电子空穴对，在PN结电场的作用下，收集的电荷产生电流脉冲，导致反相器节点电压发生翻转，产生SET瞬态电压脉冲，并沿着所述反相器链向下传播。

进一步地，节点电压发生翻转的反相器的数量与所述SET瞬态电压脉冲的宽度成正比。

作为本发明的单粒子瞬态脉冲宽度测量电路的一种优选方案，还包括触发器模块、时钟模块以及输出模块，所述触发器模块连接于所述延时滤波模块，所述时钟模块以及输出模块连接于所述触发器模块。

优选地，通过比较锁存器锁存的输出逻辑状态及反相器链中各反相器的初始值，若不相同，则判定该反相器的逻辑发生变化。

优选地，所述单粒子瞬态脉冲宽度的测量精度为±半个反相器的传输延时。

作为本发明的自适应的触发器加固电路的一种优选方案，所述锁存器输入电容负载越小，所述单粒子瞬态脉冲宽度的测量精度越高。

作为本发明的自适应的触发器加固电路的一种优选方案，所述的延时滤波模块可动态调节延时。

作为本发明的自适应的触发器加固电路的一种优选方案，所述锁存器为异步锁存器。

如上所述，本发明的自适应的触发器加固电路，具有以下有益效果：本发明提供了一种自适应的触发器加固电路，可以精确的测得不同LET值下的脉冲宽度，以保证滤波电路的可滤除的脉冲宽度的精确设定，使加固DFF在获得预计的抗单粒子效果外，面积更优，速度折中代价最小。本发明电路结构简单，具有较高的测量精度，在单粒子效应研究领域具有广泛的应用前景。

附图说明

图1显示为自适应的触发器加固电路的结构示意图。