基于130nm工艺嵌入式SRAM单粒子软错误加固技术研究

作者：**; 赖晓玲; 周国昌; 巨艇; 王轩

来源：空间电子技术, 2020, 17(05): 63-70.

• 嵌入式SRAM
• 单粒子软错误
• 抗辐照ASIC

在空间环境中,嵌入式SRAM易受高能粒子的作用发生单粒子软错误,针对这一现象,文章研究了深亚微米工艺下嵌入式SRAM的单粒子软错误加固技术,提出了版图级、电路级与系统级加固技术相结合的SRAM加固方法以实现减小硬件开销、提高抗单粒子软错误的能力。并基于该方法设计了电路级与TMR(三模冗余)系统级加固相结合、电路级与EDAC(纠检错码)系统级加固相结合和只做电路级加固的3种测试芯片。在兰州近物所使用Kr粒子对所设计的测试芯片进行单粒子软错误实验,实验结果表明,系统级加固的SRAM抗单粒子软错误能力与写入频率有关,其中当SRAM的写入频率小于0.1s时,较只做电路级加固的芯片,系统级和电路级加固相结合的SRAM可实现翻转bit数降低2个数量级,从而大大优化了SRAM抗单粒子软错误的性能。并根据实验数据量化了加固措施、写频率和SRAM单粒子翻转截面之间的关系,以指导在抗辐照ASIC(专用集成电路)设计中同时兼顾资源开销和可靠性的SRAM加固方案的选择。

• 单位
  中国空间技术研究院