SRAM單粒子加固設(shè)計(jì).pdf

1、集成電路作為電子設(shè)備的控制中樞取得了廣泛的應(yīng)用，其安全穩(wěn)定性日益受到各界關(guān)注。然而集成電路容易受空間高能粒子輻射而損壞，特別是作為大量數(shù)據(jù)載體的SRAM在復(fù)雜的輻射環(huán)境中顯得尤為脆弱。近20余年來(lái)，SRAM抗輻照加固技術(shù)取得的長(zhǎng)足的發(fā)展，加固對(duì)各種粒子輻射環(huán)境中的SRAM起到了一定的保護(hù)作用。本文在研究和總結(jié)已有加固技術(shù)的基礎(chǔ)上，基于雙互鎖存單元 DICE（Double Interlocked Storage Cell）提出了全狀態(tài)下抗

2、單粒子輻射SRAM單元存儲(chǔ)結(jié)構(gòu)DDICE(Delay DICE)，采用該結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)了一款抗單粒子效應(yīng)加固SRAM，并對(duì)設(shè)計(jì)的SRAM做了功能驗(yàn)證和抗單粒子效應(yīng)驗(yàn)證。
　　本論文的主要工作如下：
　　1.本文對(duì)空間輻射環(huán)境做了詳細(xì)理論研究，分析了SRAM存儲(chǔ)單元各種輻射效應(yīng)的產(chǎn)生機(jī)理，總結(jié)了現(xiàn)有加固技術(shù)：電阻加固、電路設(shè)計(jì)加固、工藝加固以及糾錯(cuò)編碼加固的加固原理以及不足之處。
　　2.引入加固SRAM存儲(chǔ)單元的設(shè)計(jì)思想，基

3、于DICE結(jié)構(gòu)，采用延時(shí)和濾波技術(shù)設(shè)計(jì)了一種在靜態(tài)存儲(chǔ)以及動(dòng)態(tài)讀寫狀態(tài)下對(duì)單粒子輻射具有免疫作用的SRAM存儲(chǔ)結(jié)構(gòu)DDICE單元，可以濾除1 ns寬度的SET翻轉(zhuǎn)脈沖。
　　3.研究并設(shè)計(jì)了與DDICE單元配套SRAM外圍電路，基于全定制電路設(shè)計(jì)流程設(shè)計(jì)了一款容量大小為128 Kb的加固SRAM，包括原理圖設(shè)計(jì)、前仿真、版圖設(shè)計(jì)、后仿真、參數(shù)提取以及DRC和LVS驗(yàn)證。
　　4.最后對(duì)設(shè)計(jì)的SRAM版圖做了時(shí)序和功能仿真，以

4、及抗單粒子效應(yīng)驗(yàn)證和功耗測(cè)試。本設(shè)計(jì)在靜態(tài)時(shí)具有與 DICE相似的抗單粒子效果，線性能量傳輸值LET可以達(dá)到37.7218 MeV·cm2/mg，在寫狀態(tài)LET達(dá)到26.1708 MeV·cm2/mg，在讀狀態(tài)LET超過了37.6351 MeV·cm2/mg，遠(yuǎn)高于經(jīng)典DICE結(jié)構(gòu)在讀寫狀態(tài)下的6.7511 MeV·cm2/mg和6.6662 MeV·cm2/mg。與六管SRAM和DICE相比，本設(shè)計(jì)除了面積有所增加外，抗單粒子效應(yīng)能力