發(fā)布時(shí)間：2024-12-01 22:53

　　隨著集成電路制造技術(shù)的迅猛發(fā)展,電路特征尺寸與工作電壓呈現(xiàn)不斷下降趨勢(shì),電路內(nèi)部節(jié)點(diǎn)的邏輯狀態(tài)發(fā)生翻轉(zhuǎn)所需要的電荷量(臨界電荷)也隨之降低。因此,集成電路與系統(tǒng)越發(fā)容易受到單粒子效應(yīng)的影響而產(chǎn)生軟錯(cuò)誤。在電荷共享機(jī)制下,粒子撞擊電路節(jié)點(diǎn)所誘發(fā)的雙節(jié)點(diǎn)翻轉(zhuǎn)(Double-Node Upset,DNU)是一種典型的軟錯(cuò)誤�，F(xiàn)今靜態(tài)隨機(jī)存儲(chǔ)器(Static Random Access Memory,SRAM)在集成電路中占據(jù)重要地位。然而,SRAM單元對(duì)單粒子效應(yīng)越來越敏感,其可靠性問題是一個(gè)嚴(yán)峻的挑戰(zhàn)。論文對(duì)現(xiàn)有的SRAM單元進(jìn)行分析,提出抗輻射的SRAM單元,其主要研究工作如下:(1)提出節(jié)點(diǎn)交叉耦合互反饋的(Sextuple Cross-Coupled SRAM,SCCS)且讀寫優(yōu)化的單元。該單元的所有單節(jié)點(diǎn)均能從單粒子翻轉(zhuǎn)(Single Event Upset,SEU)中自恢復(fù),并且可以容忍部分DNU。與多個(gè)典型的SRAM加固單元相比,SCCS單元在讀時(shí)間與寫時(shí)間方面分別平均減少了61.47%與11.61%的開銷,但是以犧牲面積與功耗為代價(jià)。(2)提出DNU完全容忍的(DNU-Comp...

【文章頁數(shù)】：68 頁

【學(xué)位級(jí)別】：碩士

【部分圖文】：

圖1.1存儲(chǔ)器占芯片面積的比例

SRAM單元在電子設(shè)備中主要起到數(shù)據(jù)存儲(chǔ)的作用,是不可或缺的器件。提高SRAM單元的抗輻射能力,使其受輻射效應(yīng)的影響降低,從而降低軟錯(cuò)誤率,這對(duì)于人類的航空航天事業(yè)的積極推進(jìn)均具有著及其重要的現(xiàn)實(shí)意義與實(shí)際應(yīng)用價(jià)值。當(dāng)SRAM單元電路長(zhǎng)時(shí)間工作于高能粒子和宇宙射線大量存在的強(qiáng)輻射....

圖2.1空間輻射環(huán)境

當(dāng)輻射環(huán)境中的高能粒子撞擊半導(dǎo)體器件時(shí),粒子在入射的路徑上發(fā)生電離,并產(chǎn)生沉積電荷。器件電極收集沉積電荷,因此產(chǎn)生單粒子效應(yīng)。輻射環(huán)境包括空間輻射環(huán)境、大氣輻射環(huán)境與人造輻射環(huán)境等。如圖2.1所示,空間輻射環(huán)境中太陽輻射線、銀河宇宙射線與地磁俘獲帶充滿著各種高能粒子與高能射線,均....

圖2.2 6T SRAM單元電阻加固

(1)在電路反饋環(huán)上增加電阻或電容的方法。如圖2.2所示[41],在6T單元的反饋路徑上適當(dāng)加上了電阻。當(dāng)一個(gè)高能粒子撞擊反饋環(huán)中任意一個(gè)存儲(chǔ)節(jié)點(diǎn)時(shí),這個(gè)節(jié)點(diǎn)需要更長(zhǎng)時(shí)間與其他節(jié)點(diǎn)進(jìn)行反饋,從而阻礙錯(cuò)誤信息的傳播。電阻的引入增強(qiáng)了SRAM單元的可靠性,但是以增加讀寫延遲與面積為代....

圖2.3 6T SRAM單元

圖2.3展示了6TSRAM單元的電路結(jié)構(gòu)圖,該單元由六個(gè)晶體管組成,包括PMOS晶體管P1、P2與NMOS晶體管N1^N4。上述晶體管中N3與N4是傳輸管,其柵極連接到一條字線WL。BL與BLB是位線,Q與QN是該單元內(nèi)部存儲(chǔ)節(jié)點(diǎn),其負(fù)責(zé)存儲(chǔ)數(shù)據(jù)。當(dāng)WL的值....

本文編號(hào)：4013882