基于版图设计的DICE触发器单粒子翻转加固技术

作者：赖晓玲; **; 巨艇; 朱启; 郭阳明^*

来源：西北工业大学学报, 2022, 40(06): 1305-1311.

• 辐射效应
• DICE触发器
• 单粒子翻转
• 版图加固

D触发器是时序逻辑电路的基础，随着集成电路工艺尺寸进入纳米级，单粒子多节点翻转(single event multiple upset, SEMU)现象趋于严重，双互锁存单元(dual interlocked storage cell, DICE)触发器加固设计方法的抗单粒子翻转(single event upset, SEU)能力已不能满足宇航需求。基于纳米工艺下D触发器的SEU加固技术以及DICE结构的翻转机理，兼顾电路性能、面积和功耗等资源开销，提出了一种以DICE电路结构为基础的版图级抗SEU触发器设计方法，并采用商用65 nm工艺实现了一款抗SEU的D触发器设计，其面积仅为商用结构触发器的1.8倍。电路功能及辐照性能仿真表明，该触发器的建立时间和传输延迟与商用结构触发器相当，在线性传输能(linear energy transfer, LET)阈值大约为37 MeV·cm2/mg的Ge离子轰击下没有发生SEU,触发器电路的性能和抗单粒子软错误能力表现优秀。在抗辐照专用集成电路设计中，极大节省了由加固D触发器电路所带来的面积、布线资源和时序开销。

• 单位
  西北工业大学; 中国空间技术研究院