[发明专利]一种抗单粒子翻转的锁存器及数据触发器

说明书

本发明公开了一种抗单粒子翻转的锁存器和数据触发器，锁存器包括第一反相器、第二反相器、第三反相器、第一传输门、第二传输门、第一正反馈环、第二正反馈环和第一双输入反相器，第一正反馈环包括第一存储节点、第二存储节点、第一三输入反相器和第一时控反相器，第二正反馈环包括第三存储节点、第四存储节点、第二三输入反相器和第二时控反相器，数据触发器包括主锁存器和从锁存器；优点是任何一个存储节点发生单粒子翻转事件时，待事件结束后可以恢复原来存储的数据，并且任何两个不同电势的存储节点发生单粒子翻转事件时，同样也可以恢复原来存储的数据，且时序开销较小。

技术领域

本发明涉及一种锁存器，尤其是涉及一种抗单粒子翻转的锁存器及数据触发器。

背景技术

太空探索和航空航天技术是国家安全的重要支撑，是推动国家科技发展的核心技术之一。然而，人类的航空航天活动都离不开一个重要科学技术的支撑，那就是微电子技术。微电子技术是以大规模集成电路为核心的高新电子技术，是当今信息社会最重要、最基础的科学技术之一。但是，应用于航空航天领域的大规模集成电路与应用于其它领域的大规模集成电路有很大的不同。这是因为，采用大规模集成电路设计的航天空航天设备所工作的环境充斥着大量的辐射射线和高能粒子，当这些高能粒子射入大规模集成电路时，大规模集成电路中的各种电子元器件不可避免的受到高能粒子的辐射影响，产生各种形式的失效，导致整个电子元器件不能正常工作，甚至损坏电子元器件，致使大规模集成电路失效或者出错，严重影响航空航天设备的可靠运行。

单粒子翻转(Single Event Upset，SEU)是大规模集成电路受辐射效应的主要失效模式。它是一种软错误，表现为电路逻辑状态的翻转和存储数据的随机改变，而器件本身没有损坏，这种错误是随机的、不重现的以及可恢复的。软错误所需要的能量阈值较低，并且随着大规模集成电路特征尺寸的持续缩减还在不断的降低。特别是65nm工艺以下，大规模集成电路存储节点的节点电容越来越小，工作电压越来越低，能存储的电荷越来越少，更容易发生SEU现象。SEU现象经常发生在如锁存器、数据触发器(DFF)和静态随机存储器(Static Random Access Memory，SRAM)等的存储电路中。当高能粒子撞击存储电路的存储节点时，会发生电离现象，产生额外的电子－空穴对，这些电子－空穴对会被存储电路中晶体管的电极收集，产生一个电流脉冲，即单粒子瞬态事件(Single Event Transient，SET)，当存储节点处收集电荷大于存储节点的关键电荷时，存储节点的状态就会发生翻转，即发生SEU现象。