一种低开销的三点翻转自恢复锁存器设计

• 作者: 黄正峰 李先东 陈鹏 徐奇 宋钛 戚昊琛 欧阳一鸣 倪天明
• 来源期刊: 电子与信息学报
• 关键词: 锁存器 抗辐射加固设计 C单元 自恢复 三点翻转
• 年，卷（期）: 2021,（9）
• 所属期刊栏目: 电路与系统|Circuit and System Design
• 页码范围: 2508-2517
• 页数: 10页
• 分类号: TN43|TP302.8
• 语种: 中文
• DOI: 10.11999/JEIT200379

摘要

随着集成电路特征尺寸的不断缩减,在恶劣辐射环境下,纳米级CMOS集成电路中单粒子三点翻转的几率日益增高,严重影响可靠性.为了实现单粒子三点翻转自恢复,该文提出一种低开销的三点翻转自恢复锁存器(LC-TNURL).该锁存器由7个C单元和7个钟控C单元组成,具有对称的环状交叉互锁结构.利用C单元的阻塞特性和交叉互锁连接方式,任意3个内部节点发生翻转后,瞬态脉冲在锁存器内部传播,经过C单元多级阻塞后会逐级消失,确保LC-TNURL锁存器能够自行恢复到正确逻辑状态.详细的HSPICE仿真表明,与其他三点翻转加固锁存器(TNU-Latch,LCTNUT,TNUTL,TNURL)相比,LC-TNURL锁存器的功耗平均降低了31.9％,延迟平均降低了87.8％,功耗延迟积平均降低了92.3％,面积开销平均增加了15.4％.相对于参考文献中提出的锁存器,LC-TNURL锁存器的PVT波动敏感性最低,具有较高的可靠性.