一種適用于宇航用sram型fpga的抗單粒子瞬態(tài)加固寄存器的制造方法
【專利說(shuō)明】一種適用于宇航用SRAM型FPGA的抗單粒子瞬態(tài)加固寄存
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技術(shù)領(lǐng)域
[0001]本發(fā)明涉及一種適用于宇航用SRAM型FPGA的抗單粒子瞬態(tài)加固寄存器，屬于抗單粒子瞬態(tài)加固寄存器電路的技術(shù)領(lǐng)域。
【背景技術(shù)】
[0002]宇航用SRAM型FPGA特別適合航天工程對(duì)宇航用器件的高可靠、多品種、小批量的特色要求，廣泛應(yīng)用于航天工程中廣泛應(yīng)用于航天工程中。隨著加工工藝的進(jìn)步，集成電路的密度、性能不斷提高，F(xiàn)PGA中的寄存器單元在空間應(yīng)用中面臨更加嚴(yán)重的可靠性問(wèn)題:在空間惡劣環(huán)境中的單粒子翻轉(zhuǎn)(SEU)與單粒子瞬態(tài)(SET)等單粒子效應(yīng)。為了消除、抑制或減輕單粒子效應(yīng)對(duì)系統(tǒng)功能的影響，單粒子加固技術(shù)已經(jīng)成為研究熱點(diǎn)，主要包括基于用戶設(shè)計(jì)的系統(tǒng)級(jí)加固技術(shù)和基于器件本身的設(shè)計(jì)加固技術(shù)。在器件加固方面，雙節(jié)點(diǎn)互鎖存儲(chǔ)單元(Dual Interlocked storage CE11,以下簡(jiǎn)稱DICE)結(jié)構(gòu)的存儲(chǔ)單元具有很好的SEU加固效果，但是DICE單元仍然會(huì)受到SET的影響。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]本發(fā)明解決的技術(shù)問(wèn)題為:克服現(xiàn)有技術(shù)不足，提供一種適用于宇航用SRAM型FPGA的抗單粒子瞬態(tài)加固寄存器，通過(guò)對(duì)DICE單元進(jìn)行SET加固，使其具有更強(qiáng)的抗SET能力，從而緩解空間復(fù)雜環(huán)境下SRAM型FPGA的SET問(wèn)題。
[0004]本發(fā)明解決的技術(shù)方案為:一種適用于宇航用SRAM型FPGA的抗單粒子瞬態(tài)加固寄存器，包括:內(nèi)部數(shù)據(jù)與時(shí)鐘產(chǎn)生電路(100)，主鎖存器(200)，從鎖存器(300)，輸出緩沖級(jí)(400)。
[0005]內(nèi)部數(shù)據(jù)與時(shí)鐘產(chǎn)生電路(100)包括:非門G101、非門G102、非門G103、非門G104、非門G105、非門G106、非門G107、非門G108、非門G109、與非門G121、與非門G122、或非門G141、或非門G142、異或門G161 ;主鎖存器(200)包括:PM0S管M201、PM0S管M202、PM0S 管 M203、PM0S 管 M204、PM0S 管 M205、PM0S 管 M206、PM0S 管 M207、PM0S 管 M208、NM0S管 M221、NM0S 管 M222、NM0S 管 M223、NM0S 管 M224、NM0S 管 M225、NM0S 管 M226、NM0S 管M227、NM0S 管 M228 ;從鎖存器(300)包括:PM0S 管 M301、PM0S 管 M302、PM0S 管 M303、PM0S 管M304、PM0S 管 M305、PM0S 管 M306、PM0S 管 M307、PM0S 管 M308、NM0S 管 M321、NM0S 管 M322、NM0S 管 M323、NM0S 管 M324、NM0S 管 M325、NM0S 管 M326、NM0S 管 M327、NM0S 管 M328 ;輸出緩沖級(jí)(400)包括:PM0S 管 M401、PM0S 管 M402，PM0S 管 M421、PM0S 管 M422，非門 G441。
[0006]首先對(duì)本發(fā)明抗單粒子瞬態(tài)加固寄存器的端口、內(nèi)部信號(hào)與節(jié)點(diǎn)進(jìn)行說(shuō)明，本發(fā)明抗單粒子瞬態(tài)加固寄存器具有:兩個(gè)輸入端(時(shí)鐘端CLK、數(shù)據(jù)端D)，兩個(gè)輸出端(Q、QN)，四個(gè)內(nèi)部時(shí)鐘信號(hào)(CK1、CK1N，CK2，CK2N)，兩個(gè)內(nèi)部數(shù)據(jù)信號(hào)(Dl、D2)，一個(gè)內(nèi)部信號(hào)ERR。主鎖存器具有4個(gè)存儲(chǔ)節(jié)點(diǎn)(D3、D3N、D4、D4N);從鎖存器具有4個(gè)存儲(chǔ)節(jié)點(diǎn)(D5、D5N、D6、D6N)。
[0007]時(shí)鐘端CLK作為非門G101的輸入，輸入時(shí)鐘信號(hào)CLK，非門G101輸出內(nèi)部時(shí)鐘信號(hào)CK1N ;內(nèi)部時(shí)鐘信號(hào)CK1N作為非門G102的輸入，非門G102輸出內(nèi)部時(shí)鐘信號(hào)CK1 ;數(shù)據(jù)端D作為非門G103的輸入，輸入數(shù)據(jù)信號(hào)D，非門G103輸出內(nèi)部數(shù)據(jù)信號(hào)D1 ;內(nèi)部數(shù)據(jù)信號(hào)D1作為非門G104的輸入，非門G104的輸出連接非門G105的輸入，非門G105的輸出作為非門G106的輸入，非門G106的輸出作為非門G107的輸入，非門G107輸出內(nèi)部數(shù)據(jù)信號(hào)D2 ;內(nèi)部數(shù)據(jù)信號(hào)D2作為異或門G161的一個(gè)輸入，內(nèi)部數(shù)據(jù)信號(hào)D1作為異或門G161的另一個(gè)輸入，異或門G161輸出內(nèi)部信號(hào)ERR ;內(nèi)部信號(hào)ERR作為非門G108的輸入，非門G108的輸出作為與非門G121的一個(gè)輸入和G122的一個(gè)輸入；與非門G121的一個(gè)輸入連接非門G108的輸出，內(nèi)部時(shí)鐘信號(hào)CK1作為與非門G121的另一個(gè)輸入，，與非門G121的輸出作為或非門G141的一個(gè)輸入；ERR作為或非門G141的另一個(gè)輸入，或非門G141的輸出作為與非門G122的另一個(gè)輸入；與非門G122的輸出作為或非門G142的一個(gè)輸入，內(nèi)部信號(hào)ERR作為或非門G142的另一個(gè)輸入，或非門G142的輸出內(nèi)部時(shí)鐘信號(hào)CK2 ;內(nèi)部時(shí)鐘信號(hào)CK2作為非門G109的輸入，非門G109輸出內(nèi)部時(shí)鐘信號(hào)CK2N ;
[0008]PM0S管M201的源極連接電源，PM0S管M201的漏極連接節(jié)點(diǎn)D3，PM0S管M201的柵極連接節(jié)點(diǎn)D4N ；NM0S管M221的源極連接地，NM0S管M221的漏極連接節(jié)點(diǎn)D3，NM0S管M221的柵極連接節(jié)點(diǎn)D3N ；PM0S管M202的源極連接PM0S管M205的漏極，PM0S管M202的漏極連接節(jié)點(diǎn)D3N，PM0S管M202的柵極連接節(jié)點(diǎn)D3 ；NM0S管M222的源極連接NM0S管M225的漏極，NM0S管M222的漏極連接節(jié)點(diǎn)D3N，NM0S管M222的柵極連接節(jié)點(diǎn)D4 ；PM0S管M203的源極連接電源，PM0S管M203的漏端連接節(jié)點(diǎn)D4，PM0S管M203的柵極連接節(jié)點(diǎn)D3N ；NM0S管M223的源極連接地，NM0S管M223的漏極連接節(jié)點(diǎn)D4，NM0S管M223的柵極連接節(jié)點(diǎn)D4N ；PM0S管M204的源極連接PM0S管M206的漏極，PM0S管M204的漏極連接節(jié)點(diǎn)D4N，PM0S管M204的柵極連接節(jié)點(diǎn)D4 ；NM0S管M224的源極連接NM0S管M226的漏極，NM0S管M224的漏極連接節(jié)點(diǎn)D4N，NM0S管M224的柵極連接節(jié)點(diǎn)D3 ；PM0S管M205的源極連接電源，PM0S管M205的漏極連接PM0S管M202的源極，PM0S管M205的柵極連接內(nèi)部時(shí)鐘信號(hào)CK1 ；NM0S管M225的源極連接地，NM0S管M225的漏極連接NM0S管M222的源極，NM0S管M225的柵極連接內(nèi)部時(shí)鐘信號(hào)CK1N ;PM0S管M206的源極連接電源，PM0S管M206的漏極連接PM0S管M204的源極，PM0S管M206的柵極連接內(nèi)部時(shí)鐘信號(hào)CK2 ；NM0S管M226的源極連接地，NM0S管M226的漏極連接NM0S管M224的源極，NM0S管M226的柵極連接內(nèi)部時(shí)鐘信號(hào)CK2N ；PM0S管M207的源極連接節(jié)點(diǎn)D3N，PM0S管M207的漏極連接內(nèi)部數(shù)據(jù)信號(hào)D1，PM0S管M207的柵極連接內(nèi)部時(shí)鐘信號(hào)CK1N ；NM0S管M227的源極連接內(nèi)部數(shù)據(jù)信號(hào)Dl，NM0S管M227的漏極連接節(jié)點(diǎn)D3N，NM0S管M227的柵極連接內(nèi)部時(shí)鐘信號(hào)CK1 ；PM0S管M208的源極連接節(jié)點(diǎn)D4N，PM0S管M208的漏極連接內(nèi)部數(shù)據(jù)信號(hào)D2，PM0S管M208的柵極連接內(nèi)部時(shí)鐘信號(hào)CK2N ；NM0S管M228的源極連接內(nèi)部數(shù)據(jù)信號(hào)D2，NM0S管M228的漏極連接節(jié)點(diǎn)D4N，NM0S管M228的柵極連接內(nèi)部時(shí)鐘信號(hào)CK2。
[0009]PM0S管M301的源極連接電源，M0S管M301的漏端連接節(jié)點(diǎn)D5，M0S管M301的柵極連接節(jié)點(diǎn)D6N ；NM0S管M321的源極連接地，M0S管M301的漏極連接節(jié)點(diǎn)D5，M0S管M301的柵極連接節(jié)點(diǎn)D5N ；PM0S管M302的源極連接PM0S管M305的漏極，PM0S管M302的漏極連接節(jié)點(diǎn)D5N，PM0S管M302的柵極連接節(jié)點(diǎn)D5 ；NM0S管M322的源極連接NM0S管M325的漏極，NM0S管M322的漏極連接節(jié)點(diǎn)D5N，NM0S管M322的柵極連接節(jié)點(diǎn)D6 ；PM0S管M303的源極連接電源，PMOS管M303的漏端連接節(jié)點(diǎn)D6，PMOS管M303的柵極連接節(jié)點(diǎn)D5N ；NMOS管M323的源極連接地，NMOS管M323的漏極連接節(jié)點(diǎn)D6，NMOS管M323的柵極連接節(jié)點(diǎn)D6N ；PMOS管M304的源極連接PMOS管M306的漏極，PMOS管M304的漏極連接節(jié)點(diǎn)D6N，PMOS管M304的柵極連接節(jié)點(diǎn)D6 ；NMOS管M324的源極連接NMOS管M326的漏極，NMOS管M324的漏極連接節(jié)點(diǎn)D6N，NMOS管M324的柵極連接節(jié)點(diǎn)D5 ；PMOS管M305的源極連接電源，PMOS管M305的漏極連接PMOS管M302的源極，PMOS管M305的柵極連接內(nèi)部時(shí)鐘信號(hào)CK1N ;NMOS管M325的源極連接地，NMOS管M325的漏極連接NMOS管M322的源極，NMOS管M325的柵極連接內(nèi)部時(shí)鐘信號(hào)CK1 ；PMOS管M306的源極連接電源，PMOS管M306的漏極連接PMOS管M304的源極，PMOS管M306的柵極連接內(nèi)部時(shí)鐘信號(hào)CK2N ；NMOS管M326的源極連接地，NMOS管M326的漏極連接NMOS管M324的源極，NMOS管M326的柵極連接內(nèi)部時(shí)鐘信號(hào)CK2 ；PMOS