[发明专利]一种低开销容忍三节点翻转自恢复的抗辐射加固锁存器

说明书

一种低开销容忍三节点翻转自恢复的抗辐射加固锁存器，属于集成电路技术领域，涉及，解决现有技术存在的面积开销高、稳定性差的问题；存储单元每个DICE单元的一个输出节点连接至公共节点，每个DICE单元的另一个输出节点连接至下一个DICE单元输入节点，构成了三个反馈互锁环路，实现了数据的存储和容忍三节点翻转且自恢复的能力，锁存器面积小，对高阻态不敏感，性能更稳定；采用时钟门控技术，避免了在透明期产生反馈互锁环路和电流竞争，降低锁存器在透明期功耗；在透明期输出节点直接由输入节点通过第七传输门驱动，降低了锁存器在透明期传输延迟；输出单元采用钟控反相器实现，从存储单元到输出单元经过的电路元器件的数量少，降低了锁存器延迟。

技术领域

本发明属于集成电路技术领域，涉及一种低开销容忍三节点翻转自恢复的抗辐射加固锁存器。

背景技术

在CMOS中，传输门(Transmission Gate)是一种既可以传送数字信号又可以传输模拟信号的可控开关电路。而传输门由一个PMOS管和一个NMOS管并联构成，其具有很低的导通电阻(几百欧)和很高的截止电阻(大于10^9欧)。

所谓锁存器，就是输出端的状态不会随输入端的状态变化而变化，仅在有锁存信号时输入的状态才被保存到输出，直到下一个锁存信号到来时才改变。锁存器多用于集成电路中，在数字电路中作为时序电路的存储元件，在某些运算器电路中有时采用锁存器作为数据暂存器。封装为独立的产品后也可以单独应用，数据有效延迟于时钟信号有效。这意味着时钟信号先到，数据信号后到。在某些应用中，单片机的I/O口上需要外接锁存器。例如，当单片机连接片外存储器时，要接上锁存器，这是为了实现地址的复用。假设，MCU端口其中的8路的I/O管脚既要用于地址信号又要用于数据信号，这时就可以用锁存器先将地址锁存起来。

随着集成电路工艺尺寸不断减小，电路性能和集成度不断提升，晶体管特征尺寸的缩减，使得电路中节点间距离减小，电路中敏感节点的临界点电荷量降低，极易因为辐射粒子撞击集成电路表面而造成的软错误所影响。电路器件单元密度的上升带来的电荷共享效应，使得单个粒子撞击造成电路中多个敏感节点的翻转，严重影响电路的稳定可靠运行。

由于存储单元在集成电路芯片中占据较大的面积，因此当芯片工作在辐射环境中有辐射引起的软错误的概率较高，对于存储单元的抗辐射加固设计引起了人们的广泛关注。

对于存储单元的抗辐射加固设计主要有：(1)系统级加固，采用时间冗余多次执行刷新，或者空间冗余的方式进行模块复制表决输出；(2)电路级加固，采用特殊的加固单元例如C单元或者DICE单元等。