本發(fā)明屬于D觸發(fā)器技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種抗單粒子翻轉(zhuǎn)的異步置位D觸發(fā)器。

背景技術(shù)：

宇宙空間中存在大量高能粒子(質(zhì)子、電子、重離子等)，集成電路中的時(shí)序電路受到這些高能粒子轟擊后，其保持的狀態(tài)有可能發(fā)生翻轉(zhuǎn)，此效應(yīng)稱為單粒子翻轉(zhuǎn)效應(yīng)，單粒子轟擊集成電路的LET(線性能量轉(zhuǎn)移)值越高，越容易產(chǎn)生單粒子翻轉(zhuǎn)效應(yīng)。集成電路中的組合電路受到這些高能粒子轟擊后，有可能產(chǎn)生瞬時(shí)電脈沖，此效應(yīng)稱為單粒子瞬態(tài)效應(yīng)，單粒子轟擊集成電路的LET值越高，產(chǎn)生的瞬時(shí)電脈沖持續(xù)時(shí)間越長(zhǎng)，電脈沖越容易被時(shí)序電路采集。如果時(shí)序電路的狀態(tài)發(fā)生錯(cuò)誤翻轉(zhuǎn)，或者單粒子瞬態(tài)效應(yīng)產(chǎn)生的瞬時(shí)電脈沖被時(shí)序電路錯(cuò)誤采集，都會(huì)造成集成電路工作不穩(wěn)定甚至產(chǎn)生致命的錯(cuò)誤，這在航天、軍事領(lǐng)域尤為嚴(yán)重。因此，對(duì)集成電路進(jìn)行加固從而減少單粒子翻轉(zhuǎn)效應(yīng)和單粒子瞬態(tài)效應(yīng)越來越重要。

D觸發(fā)器是集成電路中使用最多的時(shí)序單元結(jié)構(gòu)之一，其對(duì)單粒子翻轉(zhuǎn)的抗性決定了整個(gè)集成電路抗單粒子的能力。在有些集成電路中，需要D觸發(fā)器的狀態(tài)是可控的，比如能夠強(qiáng)制D觸發(fā)器輸入低電平。在現(xiàn)有的D觸發(fā)器的結(jié)構(gòu)基礎(chǔ)上增加異步置位信號(hào)輸入端和異步置位電路，可以實(shí)現(xiàn)D觸發(fā)器的異步置位結(jié)構(gòu)，能通過異步置位信號(hào)來控制D觸發(fā)器的異步置位功能，但這種可異步置位D觸發(fā)器抗單粒子翻轉(zhuǎn)能力較差，不適合應(yīng)用于高可靠性的集成電路芯片。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明實(shí)施例提供了一種抗單粒子翻轉(zhuǎn)的異步置位D觸發(fā)器，旨在解決現(xiàn)有技術(shù)中異步置位D觸發(fā)器抗單粒子翻轉(zhuǎn)能力不高的問題。

本發(fā)明實(shí)施例提供了一種抗單粒子翻轉(zhuǎn)的異步置位D觸發(fā)器，所述異步置位D觸發(fā)器包括：

時(shí)鐘信號(hào)輸入電路、置位信號(hào)輸入電路、主鎖存器緩沖電路、從鎖存器緩沖電路、主鎖存器及從鎖存器，所述主鎖存器和所述從鎖存器均為雙模冗余加固的鎖存器；

所述異步置位D觸發(fā)器有三個(gè)輸入端和兩個(gè)輸出端，三個(gè)所述輸入端分別為時(shí)鐘信號(hào)輸入端CLK、置位信號(hào)輸入端S和數(shù)據(jù)信號(hào)輸入端D，兩個(gè)所述輸出端分別為第一輸出端Q和第二輸出端QN；

所述時(shí)鐘信號(hào)輸入電路分別與所述時(shí)鐘信號(hào)輸入端CLK、所述置位信號(hào)輸入電路、所述主鎖存器和所述從鎖存器連接；

所述置位信號(hào)輸入電路還分別與所述置位信號(hào)輸入端S、所述主鎖存器和所述從鎖存器連接；

所述主鎖存器緩沖電路分別與所述數(shù)據(jù)信號(hào)輸入端D、所述主鎖存器連接；

所述從鎖存器緩沖電路分別與所述主鎖存器、所述從鎖存器連接；

所述從鎖存器還與所述第一輸出端Q及所述第二輸出端QN連接。

從上述本發(fā)明實(shí)施例可知，相較于現(xiàn)有技術(shù)，本發(fā)明通過在主鎖存器和從鎖存器前增加緩沖電路，提高了異步置位D觸發(fā)器的抗單粒子翻轉(zhuǎn)能力，對(duì)主鎖存器和從鎖存器進(jìn)行雙模冗余加固，即分離成互為冗余的C²MOS電路中的上拉PMOS管和下拉NMOS管，避免了從鎖存器中可能由單粒子瞬態(tài)脈沖導(dǎo)致的反饋回路，對(duì)主鎖存器和從鎖存器電路中C²MOS電路進(jìn)行改進(jìn)，通過CMOS傳輸門來實(shí)現(xiàn)時(shí)鐘信號(hào)對(duì)電路的控制，進(jìn)一步提高了異步置位D觸發(fā)器的抗單粒子翻轉(zhuǎn)能力。

附圖說明

為了更清楚地說明本發(fā)明實(shí)施例或現(xiàn)有技術(shù)中的技術(shù)方案，下面將對(duì)實(shí)施例或現(xiàn)有技術(shù)描述中所需要使用的附圖作簡(jiǎn)單地介紹，顯而易見地，下面描述中的附圖僅僅是本發(fā)明的一些實(shí)施例，對(duì)于本領(lǐng)域技術(shù)人員來講，在不付出創(chuàng)造性勞動(dòng)性的前提下，還可以根據(jù)這些附圖獲得其他的附圖。

圖1是現(xiàn)有技術(shù)中的基于DICE結(jié)構(gòu)的C單元電路的電路結(jié)構(gòu)示意圖；

圖2是本發(fā)明第一實(shí)施例提供的抗單粒子翻轉(zhuǎn)的異步置位D觸發(fā)器的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖3是本發(fā)明第一實(shí)施例提供的抗單粒子翻轉(zhuǎn)的異步置位D觸發(fā)器中時(shí)鐘信號(hào)輸入電路的電路結(jié)構(gòu)示意圖；

圖4是本發(fā)明第一實(shí)施例提供的抗單粒子翻轉(zhuǎn)的異步置位D觸發(fā)器中置位信號(hào)輸入電路的電路結(jié)構(gòu)示意圖；

圖5是本發(fā)明第一實(shí)施例提供的抗單粒子翻轉(zhuǎn)的異步置位D觸發(fā)器中主鎖存器緩沖電路的電路結(jié)構(gòu)示意圖；

圖6是本發(fā)明第一實(shí)施例提供的抗單粒子翻轉(zhuǎn)的異步置位D觸發(fā)器中主鎖存器的電路結(jié)構(gòu)示意圖；

圖7是本發(fā)明第一實(shí)施例提供的抗單粒子翻轉(zhuǎn)的異步置位D觸發(fā)器中從鎖存器緩沖電路的電路結(jié)構(gòu)示意圖；

圖8是本發(fā)明第一實(shí)施例提供的抗單粒子翻轉(zhuǎn)的異步置位D觸發(fā)器中從鎖存器的電路結(jié)構(gòu)示意圖。

具體實(shí)施方式

為使得本發(fā)明實(shí)施例的發(fā)明目的、特征、優(yōu)點(diǎn)能夠更加的明顯和易懂，下面將結(jié)合本發(fā)明實(shí)施例中的附圖，對(duì)本發(fā)明實(shí)施例中的技術(shù)方案進(jìn)行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實(shí)施例僅僅是本發(fā)明一部分實(shí)施例，而非全部實(shí)施例?；诒景l(fā)明中的實(shí)施例，本領(lǐng)域技術(shù)人員在沒有做出創(chuàng)造性勞動(dòng)前提下所獲得的所有其他實(shí)施例，都屬于本發(fā)明保護(hù)的范圍。

請(qǐng)參閱圖1，圖1為基于DICE結(jié)構(gòu)的C單元電路的電路結(jié)構(gòu)示意圖，該基于DICE結(jié)構(gòu)的C單元電路包括：

第一信號(hào)輸入端IN1、第二信號(hào)輸入端IN2、信號(hào)輸出端OUT、P溝道MOS管MP1、P溝道MOS管MP2、N溝道MOS管MN1、N溝道MOS管MN2。MP1和MP2的襯底接電源VDD(圖中未示出)，MN1和MN2的襯底接地(圖中未示出)。

其中，MP1的柵極接第一信號(hào)輸入端IN1，源極接電源VDD，漏極接MP2的源極；MP2的柵極接第二信號(hào)輸入端IN2，漏極接信號(hào)輸出端OUT；MN1的柵極接第一信號(hào)輸入端IN1，源極接MN2的漏極，漏極接信號(hào)輸出端OUT；MN2的柵極接第二信號(hào)輸入端IN2，源極接地。

當(dāng)C單元電路的第一信號(hào)輸入端IN1和第二信號(hào)輸入端IN2的邏輯值相同時(shí)(都為0或者都為1)，信號(hào)輸出端OUT提供與第一信號(hào)輸入端IN1及第二信號(hào)輸入端IN2相反的邏輯值，此時(shí)C單元電路表現(xiàn)為反相器；當(dāng)?shù)谝恍盘?hào)輸入端IN1和第二信號(hào)輸入端IN2的邏輯值不同時(shí)(一個(gè)為0而另一個(gè)為1)，信號(hào)輸出端OUT進(jìn)入保持狀態(tài)，提供之前狀態(tài)下的邏輯值。因此，C單元可以用來屏蔽節(jié)點(diǎn)的邏輯翻轉(zhuǎn)，避免第一信號(hào)輸入端IN1或第二信號(hào)輸入端IN2的瞬態(tài)邏輯翻轉(zhuǎn)影響到輸出端OUT。

請(qǐng)參閱圖2，圖2為本發(fā)明第一實(shí)施例提供的抗單粒子翻轉(zhuǎn)的異步置位D觸發(fā)器的結(jié)構(gòu)示意圖，該異步置位D觸發(fā)器包括：

時(shí)鐘信號(hào)輸入電路1、置位信號(hào)輸入電路2、主鎖存器緩沖電路3、從鎖存器緩沖電路4、主鎖存器5及從鎖存器6，主鎖存器5和從鎖存器6均為雙模冗余加固的鎖存器。

該異步置位D觸發(fā)器有三個(gè)輸入端和兩個(gè)輸出端，三個(gè)輸入端分別為時(shí)鐘信號(hào)輸入端CLK、置位信號(hào)輸入端S和數(shù)據(jù)信號(hào)輸入端D，兩個(gè)輸出端分別為第一輸出端Q和第二輸出端QN。其中，時(shí)鐘信號(hào)輸入端CLK輸入的時(shí)鐘信號(hào)為CLK0，置位信號(hào)輸入端S輸入的置位信號(hào)為S0，數(shù)據(jù)信號(hào)輸入端D輸入的數(shù)據(jù)信號(hào)為D0。

時(shí)鐘信號(hào)輸入電路分別與時(shí)鐘信號(hào)輸入端CLK、置位信號(hào)輸入電路、主鎖存器和從鎖存器連接；置位信號(hào)輸入電路還分別與置位信號(hào)輸入端S、主鎖存器和從鎖存器連接；主鎖存器緩沖電路分別與數(shù)據(jù)信號(hào)輸入端D、主鎖存器連接；從鎖存器緩沖電路分別與主鎖存器、從鎖存器連接；從鎖存器還與第一輸出端Q及第二輸出端QN連接。

請(qǐng)參閱圖3，圖3為本發(fā)明第一實(shí)施例提供的抗單粒子翻轉(zhuǎn)的異步置位D觸發(fā)器中時(shí)鐘信號(hào)輸入電路的電路結(jié)構(gòu)示意圖，該時(shí)鐘信號(hào)輸入電路包括：

一個(gè)輸入端和一個(gè)輸出端，一個(gè)輸入端為時(shí)鐘信號(hào)輸入端CLK，一個(gè)輸出端為CLK1。

該時(shí)鐘信號(hào)輸入電路由第一PMOS管、第二PMOS管、第一NMOS管及第二NMOS管組成。

第一PMOS管、第二PMOS管的襯底接電源VDD(圖中未示出)，第一NMOS管、第二NMOS管的襯底接地(圖中未示出)。

第一PMOS管的柵極Pg1連接時(shí)鐘信號(hào)輸入端CLK，源極Ps1接電源VDD，漏極Pd1連接第二PMOS管的源極Ps2；第二PMOS管的柵極Pg2連接時(shí)鐘信號(hào)輸入端CLK，漏極Pd2連接CLK1；第一NMOS管的柵極Ng1連接時(shí)鐘信號(hào)輸入端CLK，源極Ns1連接第二NMOS管的漏極Nd2，漏極Nd1連接CLK1；第二NMOS管的柵極Ng2連接時(shí)鐘信號(hào)輸入端CLK，源極Ns2接地。

其中，第一PMOS管、第二PMOS管、第一NMOS管及第二NMOS管組成一個(gè)C單元的電路。該電路的特性是，當(dāng)?shù)谝籔MOS管、第二PMOS管柵極的輸入信號(hào)的邏輯值相同時(shí)，或者，當(dāng)?shù)谝籒MOS管、第二NMOS管柵極的輸入信號(hào)的邏輯值相同時(shí)，輸出端輸出與輸入信號(hào)邏輯值相反的輸出信號(hào)；而當(dāng)?shù)谝籔MOS管、第二PMOS管柵極的輸入信號(hào)的邏輯值不同，或者，當(dāng)?shù)谝籒MOS管、第二NMOS管柵極的輸入信號(hào)的邏輯值不同時(shí)，輸出信號(hào)的邏輯值將保持之前的狀態(tài)不發(fā)生變化。這種C單元結(jié)構(gòu)可以保證輸出端CLK1的輸出信號(hào)CLK01與輸入端CLK的輸入信號(hào)CLK0的邏輯狀態(tài)總是相反，并且不受單粒子效應(yīng)的影響。

請(qǐng)參閱圖4，圖4為本發(fā)明第一實(shí)施例提供的抗單粒子翻轉(zhuǎn)的異步置位D觸發(fā)器中置位信號(hào)輸入電路的電路結(jié)構(gòu)示意圖，該置位信號(hào)輸入電路包括：

一個(gè)輸入端和一個(gè)輸出端，一個(gè)輸入端為置位信號(hào)輸入端S，一個(gè)輸出端為S1。

該置位信號(hào)輸入電路由第三PMOS管、第四PMOS管、第三NMOS管及第四NMOS管組成。

第三PMOS管、第四PMOS管的襯底接電源VDD(圖中未示出)，第三NMOS管、第四NMOS管的襯底接地(圖中未示出)。

第三PMOS管的柵極Pg3連接置位信號(hào)輸入端S，源極Ps3接電源VDD，漏極Pd3連接第四PMOS管的源極Ps4；第四PMOS管的柵極Pg4連接置位信號(hào)輸入端S，漏極Pd4連接S1；第三NMOS管的柵極Ng3連接置位信號(hào)輸入端S，源極Ns3連接第四NMOS管的漏極Nd4，漏極Nd3連接S1；第四NMOS管的柵極Ng4連接置位信號(hào)輸入端S，源極Ns4接地。

其中，第三PMOS管、第四PMOS管、第三NMOS管及第四NMOS管組成一個(gè)C單元的電路。該電路的特性是，當(dāng)?shù)谌齈MOS管、第四PMOS管柵極的輸入信號(hào)的邏輯值相同時(shí)，或者，當(dāng)?shù)谌齆MOS管、第四NMOS管柵極的輸入信號(hào)的邏輯值相同時(shí)，輸出端輸出與輸入信號(hào)邏輯值相反的輸出信號(hào)；而當(dāng)?shù)谌齈MOS管、第四PMOS管柵極的輸入信號(hào)的邏輯值不同，或者，當(dāng)?shù)谌齆MOS管、第四NMOS管柵極的輸入信號(hào)的邏輯值不同時(shí)，輸出信號(hào)的邏輯值將保持之前的狀態(tài)不發(fā)生變化。這樣就可以保證輸出端S1的輸出信號(hào)S01與輸入端S的輸入信號(hào)S0的邏輯狀態(tài)總是相反，因此能有效地避免輸入端的置位信號(hào)發(fā)生邏輯狀態(tài)翻轉(zhuǎn)時(shí)輸出信號(hào)跟隨發(fā)生單粒子翻轉(zhuǎn)。

請(qǐng)參閱圖5，圖5為本發(fā)明第一實(shí)施例提供的抗單粒子翻轉(zhuǎn)的異步置位D觸發(fā)器中主鎖存器緩沖電路的電路結(jié)構(gòu)示意圖，該主鎖存器緩沖電路包括：

一個(gè)輸入端和兩個(gè)輸出端，一個(gè)輸入端為數(shù)據(jù)信號(hào)輸入端D，兩個(gè)輸出端分別為D1和D2。

該主鎖存器緩沖電路由第五PMOS管、第六PMOS管、第七PMOS管、第八PMOS管、第九PMOS管、第十PMOS管、第十一PMOS管、第十二PMOS管、第五NMOS管、第六NMOS管、第七NMOS管、第八NMOS管、第九NMOS管、第十NMOS管、第十一NMOS管、第十二NMOS管組成。

其中，第五PMOS管、第六PMOS管、第七PMOS管、第八PMOS管、第九PMOS管、第十PMOS管、第十一PMOS管、第十二PMOS管的襯底接電源VDD(圖中未示出)，第五NMOS管、第六NMOS管、第七NMOS管、第八NMOS管、第九NMOS管、第十NMOS管、第十一NMOS管、第十二NMOS管的襯底接地(圖中未示出)。

第五PMOS管的柵極Pg5連接數(shù)據(jù)信號(hào)輸入端D，源極Ps5接電源VDD，漏極Pd5分別連接第六PMOS管的柵極Pg6、第五NMOS管的漏極Nd5、第六NMOS管的柵極Ng6；第五NMOS管的柵極Ng5連接數(shù)據(jù)信號(hào)輸入端D，源極Ns5接地；第六PMOS管的源極Ps6接電源VDD，漏極Pd6分別連接第七PMOS管的柵極Pg7、第六NMOS管的漏極Nd6、第七NMOS管的柵極Ng7；第六NMOS管源極Ns6接地；第七PMOS管的源極Ps7接電源VDD，漏極Pd7分別連接第八PMOS管的柵極Pg8、第七NMOS管的漏極Nd7、第八NMOS管的柵極Ng8；第七NMOS管源極Ns7接地；第八PMOS管的源極Ps8接電源VDD，漏極Pd8分別連接第八NMOS管的漏極Nd8及D1；第八NMOS管的源極Ns8接地。

第九PMOS管的柵極Pg9連接數(shù)據(jù)信號(hào)輸入端D，源極Ps9接電源VDD，漏極Pd9分別連接第十PMOS管的柵極Pg10、第九NMOS管的漏極Nd9、第十二NMOS管的柵極Ng12；第九NMOS管的柵極Ng9分別連接第十PMOS管的漏極Pd10、第十一PMOS管的柵極Pg11、第十NMOS管的漏極Nd10，源極Ns9接地；第十PMOS管的源極Ps10接電源VDD；第十NMOS管的柵極Ng10分別連接第十一PMOS管的漏極Pd11、第十二PMOS管的柵極Pg12、第十一NMOS管的漏極Nd11，源極Ns10接地；第十一PMOS管的源極Ps11接電源VDD；第十一NMOS管的柵極Ng11分別連接第十二PMOS管的漏極Pd12、第十二NMOS管的漏極Nd12、數(shù)據(jù)信號(hào)輸入端D及D2，源極Ns11接地；第十二PMOS管的源極Ps12接電源VDD；第十二NMOS管的源極Ns12接地。

該主鎖存器緩沖電路中的第九PMOS管、第十PMOS管、第十一PMOS管、第十二PMOS管和第九NMOS管、第十NMOS管、第十一NMOS管、第十二NMOS管組成的DICE單元反向構(gòu)成反饋環(huán)，形成4個(gè)互鎖的反相器級(jí)聯(lián)，這種單元結(jié)構(gòu)中有4個(gè)背靠背連接的帶有反相器的存儲(chǔ)結(jié)點(diǎn)：n0、n1、n2、n3，可以存儲(chǔ)兩對(duì)互補(bǔ)的數(shù)據(jù)，其中n0和n2、n1和n3是邏輯狀態(tài)相同的結(jié)點(diǎn)。與傳統(tǒng)的互鎖電路不同的是，該單元結(jié)構(gòu)中每一級(jí)的PMOS管和NMOS管的柵極分別由前一級(jí)和后一級(jí)的輸出信號(hào)觸發(fā)。因此，該單元結(jié)構(gòu)中每個(gè)存儲(chǔ)結(jié)點(diǎn)的狀態(tài)都受其相鄰存儲(chǔ)結(jié)點(diǎn)的狀態(tài)控制，并且相鄰的儲(chǔ)存結(jié)點(diǎn)彼此相互獨(dú)立。當(dāng)電路中只有一個(gè)存儲(chǔ)結(jié)點(diǎn)的電壓發(fā)生改變時(shí)，由于受其它結(jié)點(diǎn)的反饋影響，DICE單元內(nèi)各個(gè)存儲(chǔ)結(jié)點(diǎn)的存儲(chǔ)狀態(tài)不會(huì)發(fā)生改變。該主鎖存器緩沖電路中的第五PMOS管、第六PMOS管、第七PMOS管、第八PMOS管和第五NMOS管、第六NMOS管、第七NMOS管、第八NMOS管兩兩分別組成四個(gè)反相器，并構(gòu)成延時(shí)電路。因此，數(shù)據(jù)信號(hào)輸入端D的輸入信號(hào)D0經(jīng)DICE單元緩沖后在輸出端D2處得到的信號(hào)D01的邏輯狀態(tài)應(yīng)與輸入信號(hào)D0經(jīng)過反相器延時(shí)后在輸出端D1處得到的信號(hào)D0的邏輯狀態(tài)一致，且具有抗單粒子效應(yīng)的功效。

請(qǐng)參閱圖6，圖6為本發(fā)明第一實(shí)施例提供的抗單粒子翻轉(zhuǎn)的異步置位D觸發(fā)器中主鎖存器的電路結(jié)構(gòu)示意圖，該主鎖存器包括：

十一個(gè)輸入端和一個(gè)輸出端，其中，四個(gè)輸入端分別與時(shí)鐘信號(hào)輸入端CLK連接，四個(gè)輸入端分別與CLK1連接，一個(gè)輸入端與S1連接，一個(gè)輸入端與D1連接，一個(gè)輸入端與D2連接；一個(gè)輸出端為D3。

主鎖存器由第十三PMOS管、第十四PMOS管、第十五PMOS管、第十六PMOS管、第十七PMOS管、第十八PMOS管、第十九PMOS管、第二十PMOS管、第二十一PMOS管、第二十二PMOS管、第二十三PMOS管、第十三NMOS管、第十四NMOS管、第十五NMOS管、第十六NMOS管、第十七NMOS管、第十八NMOS管、第十九NMOS管、第二十NMOS管、第二十一NMOS管、第二十二NMOS管、第二十三NMOS管、第二十四NMOS管組成。

第十三PMOS管、第十四PMOS管、第十五PMOS管、第十六PMOS管、第十七PMOS管、第十八PMOS管、第十九PMOS管、第二十PMOS管、第二十一PMOS管、第二十二PMOS管、第二十三PMOS管的襯底接電源VDD(圖中未示出)，第十三NMOS管、第十四NMOS管、第十五NMOS管、第十六NMOS管、第十七NMOS管、第十八NMOS管、第十九NMOS管、第二十NMOS管、第二十一NMOS管、第二十二NMOS管、第二十三NMOS管、第二十四NMOS管的襯底接地(圖中未示出)。

第十三NMOS管的柵極Ng13連接CLK，源極Ns13分別連接第十三PMOS管的源極Ps13及D1，漏極Nd13分別連接第十三PMOS管的漏極Pd13、第十六NMOS管的源極Ns16、第十六PMOS管的源極Ps16、第十七NMOS管的柵極Ng17、第十八PMOS管的柵極Pg18、第十九NMOS管的柵極Ng19、第二十PMOS管的柵極Pg20；第十三PMOS管的柵極Pg13連接CLK1；第十四NMOS管的柵極Ng14連接CLK，源極Ns14分別連接第十四PMOS管的源極Ps14及D2，漏極Nd14分別連接第十四PMOS管的漏極Pd14、第十五NMOS管的源極Ns15、第十五PMOS管的源極Ps15、第十七PMOS管的柵極Pg17、第十八NMOS管的柵極Ng18、第十九PMOS管的柵極Pg19、第二十NMOS管的柵極Ng20；第十四PMOS管的柵極Pg14連接CLK1。

第十五NMOS管的柵極Ng15連接CLK1，漏極Nd15分別連接第十五PMOS管的漏極Pd15、第二十一PMOS管的漏極Pd21、第二十一NMOS管的漏極Nd21；第十五PMOS管的柵極Pg15連接CLK；第十六NMOS管的柵極Ng16連接CLK1，漏極Nd16分別連接第十六PMOS管的漏極Pd16、第二十二PMOS管的漏極Pd22、第二十二NMOS管的漏極Nd22；第十六PMOS管的柵極Pg16連接CLK。

第十七PMOS管的源極Ps17接電源VDD，漏極Pd17連接第十八PMOS管的源極Ps18；第十八PMOS管的漏極Pd18分別連接第十七NMOS管的漏極Nd17、第二十三NMOS管的漏極Nd23、第二十一NMOS管的柵極Ng21、第二十二PMOS管的柵極Pg22、第二十三PMOS管的柵極Pg23、第二十四NMOS管的柵極Ng24；第二十三NMOS管的柵極Ng23連接S1，源極Ns23接地；第十七NMOS管的源極Ns17連接第十八NMOS管的漏極Nd18；第十八NMOS管的源極Ns18接地；第十九PMOS管的源極Ps19接電源VDD，漏極Pd19連接第二十PMOS管的源極Ps20；第二十PMOS管的漏極Pd20分別連接第十九NMOS管的漏極Nd19、第二十一PMOS管的柵極Pg21、第二十二NMOS管的柵極Ng22；第十九NMOS管的源極Ns19連接第二十NMOS管的漏極Nd20；第二十NMOS管的源極Ns20接地。

第二十一PMOS管的源極Ps21接電源VDD；第二十一NMOS管的源極Ns21接地；第二十二PMOS管的源極Ps22接電源VDD；第二十二NMOS管的源極Ns22接地；第二十三PMOS管的源極Ps23接電源VDD，漏極Pd23分別連接第二十四NMOS管的漏極Nd24及D3；第二十四NMOS管的源極Ns24接地。

該主鎖存器由雙冗余的DICE結(jié)構(gòu)電路構(gòu)成。圖中第十三PMOS管與第十三NMOS管構(gòu)成第一傳輸門、第十四PMOS管與第十四NMOS管構(gòu)成第二傳輸門、第十五PMOS管與第十五NMOS管構(gòu)成第三傳輸門、第十六PMOS管與第十六NMOS管構(gòu)成第四傳輸門，這四個(gè)傳輸門均由時(shí)鐘信號(hào)控制，其中第一、第二傳輸門的開斷狀態(tài)與第三、第四傳輸門的開斷狀態(tài)相反。

當(dāng)CLK端口輸入的信號(hào)CLK0的邏輯值為1時(shí)，CLK1端口輸入的信號(hào)CLK01的邏輯值為0，且第一、第二傳輸門導(dǎo)通，第三、第四傳輸門關(guān)斷。D1端口通過第一傳輸門分別連接第十七NMOS管的柵極Ng17和第十八PMOS管的柵極Pg18，D2端口通過第二傳輸門分別連接第十七PMOS管的柵極Pg17和第十八NMOS管的柵極Ng18。第十七PMOS管、第十八PMOS管、第十七NMOS管、第十八NMOS管共同構(gòu)成一個(gè)基于DICE結(jié)構(gòu)的C單元電路。由于在前述對(duì)“抗單粒子翻轉(zhuǎn)的異步置位D觸發(fā)器中主鎖存器緩沖電路”的說明中，記載了D1端口輸入的D0信號(hào)和D2端口輸入的D01信號(hào)的邏輯狀態(tài)是一致的，因此該C單元電路相當(dāng)于一個(gè)反相器，信號(hào)通過圖中a結(jié)點(diǎn)輸出，再連接到第二十四PMOS管和第二十三NMOS管構(gòu)成的反相器，并通過該主鎖存器的輸出端D3輸出信號(hào)D02。由于C單元電路的存在，能有效地避免輸入信號(hào)D0和D01的邏輯翻轉(zhuǎn)傳播至輸出端，此時(shí)，D3輸出的輸出信號(hào)D02的邏輯狀態(tài)應(yīng)該與D0和D01是一致的。

當(dāng)CLK端口輸入的信號(hào)CLK0的邏輯值為0時(shí)，CLK1端口輸入的信號(hào)CLK01的邏輯值為1，且第一、第二傳輸門關(guān)斷，第三、第四傳輸門導(dǎo)通。此時(shí)，a、b節(jié)點(diǎn)的邏輯狀態(tài)被由第十七PMOS管、第十八PMOS管、第十九PMOS管、第二十PMOS管、第二十一PMOS管、第二十二PMOS管、第十七NMOS管、第十八NMOS管、第十九NMOS管、第二十NMOS管、第二十一NMOS管、第二十二NMOS管構(gòu)成的反饋環(huán)路鎖存住，結(jié)點(diǎn)a與結(jié)點(diǎn)b的邏輯狀態(tài)相同，結(jié)點(diǎn)c與結(jié)點(diǎn)d的邏輯狀態(tài)相同，結(jié)點(diǎn)a與結(jié)點(diǎn)c的邏輯狀態(tài)相反，輸出端D3的輸出信號(hào)D02的邏輯狀態(tài)保持不變。晶體管第十七PMOS管、第十八PMOS管、第十七NMOS管、第十八NMOS管和第十九PMOS管、第二十PMOS管、第十九NMOS管、第二十NMOS管、分別構(gòu)成兩個(gè)C單元電路，能有效地避免反饋環(huán)路中結(jié)點(diǎn)發(fā)生的邏輯翻轉(zhuǎn)傳播到輸出端，保證了電路具有良好的抗單粒子能力。

請(qǐng)參閱圖7，圖7為本發(fā)明第一實(shí)施例提供的抗單粒子翻轉(zhuǎn)的異步置位D觸發(fā)器中從鎖存器緩沖電路的電路結(jié)構(gòu)示意圖，該從鎖存器緩沖電路包括：

一個(gè)輸入端和兩個(gè)輸出端，一個(gè)輸入端連接D3，兩個(gè)輸出端分別為D4和D5。

從鎖存器緩沖電路由第二十四PMOS管、第二十五PMOS管、第二十六PMOS管、第二十七PMOS管、第二十八PMOS管、第二十九PMOS管、第三十PMOS管、第三十一PMOS管、第二十五NMOS管、第二十六NMOS管、第二十七NMOS管、第二十八NMOS管、第二十九NMOS管、第三十NMOS管、第三十一NMOS管、第三十二NMOS管組成。

第二十四PMOS管、第二十五PMOS管、第二十六PMOS管、第二十七PMOS管、第二十八PMOS管、第二十九PMOS管、第三十PMOS管、第三十一PMOS管的襯底接電源VDD(圖中未示出)，第二十五NMOS管、第二十六NMOS管、第二十七NMOS管、第二十八NMOS管、第二十九NMOS、第三十NMOS管、第三十一NMOS管、第三十二NMOS管的襯底接地(圖中未示出)。

第二十四PMOS管的柵極Pg24連接D3，源極Ps24接電源VDD，漏極Pd24分別連接第二十五PMOS管的柵極Pg25、第二十五NMOS管的漏極Nd25、第二十六NMOS管的柵極Ng26；第二十五NMOS管的柵極Ng25連接D3，源極Ns25接地；第二十五PMOS管的源極Ps25接電源VDD，漏極Pd25分別連接第二十六PMOS管的柵極Pg26、第二十六NMOS管的漏極Nd26、第二十七NMOS管的柵極Ng27；第二十六NMOS管源極Ns26接地；第二十六PMOS管的源極Ps26接電源VDD，漏極Pd26分別連接第二十七PMOS管的柵極Pg27、第二十七NMOS管的漏極Nd27、第二十八NMOS管的柵極Ng28；第二十七NMOS管源極Ns27接地；第二十七PMOS管的源極Ps27接電源VDD，漏極Pd27分別連接第二十八NMOS管的漏極Nd28及D4；第二十八NMOS管的源極Ns28接地。

第二十八PMOS管的柵極Pg28連接D3，源極Ps28接電源VDD，漏極Pd28分別連接第二十九PMOS管的柵極Pg29、第二十九NMOS管的漏極Nd29、第三十二NMOS管的柵極Ng32；第二十九NMOS管的柵極Ng29分別連接第二十九PMOS管的漏極Pd29、第三十PMOS管的柵極Pg30、第三十NMOS管的漏極Nd30，源極Ns29接地；第二十九PMOS管的源極Ps29接電源VDD；第三十NMOS管的柵極Ng30分別連接第三十PMOS管的漏極Pd30、第三十一PMOS管的柵極Pg31、第三十一NMOS管的漏極Nd31，源極Ns30接地；第三十PMOS管的源極Ps30接電源VDD；第三十一NMOS管的柵極Ng31分別連接第三十一PMOS管的漏極Pd31、第三十二NMOS管的漏極Nd32、D3及D5，源極Ns31接地；第三十一PMOS管的源極Ps31接電源VDD；第三十二NMOS管的源極Ns32接地。

該從鎖存器緩沖電路與前述主鎖存器緩沖電路的工作原理相同，在此不再贅述。

請(qǐng)參閱圖8，圖8為本發(fā)明第一實(shí)施例提供的抗單粒子翻轉(zhuǎn)的異步置位D觸發(fā)器中從鎖存器的電路結(jié)構(gòu)示意圖，該從鎖存器包括：

從鎖存器有十一個(gè)輸入端和兩個(gè)輸出端，其中，四個(gè)輸入端分別與時(shí)鐘信號(hào)輸入端CLK連接，四個(gè)輸入端分別與CLK1連接，一個(gè)輸入端與S1連接，一個(gè)輸入端與D4連接，一個(gè)輸入端與D5連接；兩個(gè)輸出端分別為第一輸出端Q和第二輸出端QN。

從鎖存器由第三十二PMOS管、第三十三PMOS管、第三十四PMOS管、第三十五PMOS管、第三十六PMOS管、第三十七PMOS管、第三十八PMOS管、第三十九PMOS管、第四十PMOS管、第四十一PMOS管、第四十二PMOS管、第三十三NMOS管、第三十四NMOS管、第三十五NMOS管、第三十六NMOS管、第三十七NMOS管、第三十八NMOS管、第三十九NMOS管、第四十NMOS管、第四十一NMOS管、第四十二NMOS管、第四十三NMOS管、第四十四NMOS管組成。

第三十二PMOS管、第三十三PMOS管、第三十四PMOS管、第三十五PMOS管、第三十六PMOS管、第三十七PMOS管、第三十八PMOS管、第三十九PMOS管、第四十PMOS管、第四十一PMOS管、第四十二PMOS管的襯底接電源VDD(圖中未示出)，第三十三NMOS管、第三十四NMOS管、第三十五NMOS管、第三十六NMOS管、第三十七NMOS管、第三十八NMOS管、第三十九NMOS管、第四十NMOS管、第四十一NMOS管、第四十二NMOS管、第四十三NMOS管、第四十四NMOS管的襯底接地(圖中未示出)。

第三十三NMOS管的柵極Ng33連接CLK1，源極Ns33分別連接第三十二PMOS管的源極Ps32及D4，漏極Nd33分別連接第三十二PMOS管的漏極Pd32、第三十六NMOS管的源極Ns36、第三十五PMOS管的源極Ps35、第三十七NMOS管的柵極Ng37、第三十七PMOS管的柵極Pg37、第三十九NMOS管的柵極Ng39、第三十九PMOS管的柵極Pg39；第三十二PMOS管的柵極Pg32連接CLK；第三十四NMOS管的柵極Ng34連接CLK1，源極Ns34分別連接第三十三PMOS管的源極Ps33及D5，漏極Nd34分別連接第三十三PMOS管的漏極Pd33、第三十五NMOS管的源極Ns35、第三十四PMOS管的源極Ps34、第三十六PMOS管的柵極Pg36、第三十八NMOS管的柵極Ng38、第三十八PMOS管的柵極Pg38、第四十NMOS管的柵極Ng40；第三十三PMOS管的柵極Pg33連接CLK。

第三十五NMOS管的柵極Ng35連接CLK，漏極Nd35分別連接第三十四PMOS管的漏極Pd34、第四十PMOS管的漏極Pd40、第四十一NMOS管的漏極Nd41；第三十四PMOS管的柵極Pg34連接CLK1；第三十六NMOS管的柵極Ng36連接CLK，漏極Nd36分別連接第三十五PMOS管的漏極Pd35、第四十一PMOS管的漏極Pd41、第四十二NMOS管的漏極Nd42；第三十五PMOS管的柵極Pg35連接CLK1。

第三十六PMOS管的源極Ps36接電源VDD，漏極Pd36連接第三十七PMOS管的源極Ps37；第三十七PMOS管的漏極Pd37分別連接第三十七NMOS管的漏極Nd37、第四十三NMOS管的漏極Nd43、第四十一NMOS管的柵極Ng41、第四十一PMOS管的柵極Pg41、第四十二PMOS管的柵極Pg42、第四十四NMOS管的柵極Ng44及第二輸出端QN；第四十三NMOS管的柵極Ng43連接S1，源極Ns43接地；第三十七NMOS管的源極Ns37連接第三十八NMOS管的漏極Nd38；第三十八NMOS管的源極Ns38接地；第三十八PMOS管的源極Ps38接電源VDD，漏極Pd38連接第三十九PMOS管的源極Ps39；第三十九PMOS管的漏極Pd39分別連接第三十九NMOS管的漏極Nd39、第四十PMOS管的柵極Pg40、第四十二NMOS管的柵極Ng42；第三十九NMOS管的源極Ns39連接第四十NMOS管的漏極Nd40；第四十NMOS管的源極Ns40接地。

第四十PMOS管的源極Ps40接電源VDD；第四十一NMOS管的源極Ns41接地；第四十一PMOS管的源極Ps41接電源VDD；第四十二NMOS管的源極Ns42接地；第四十二PMOS管的源極Ps42接電源VDD，漏極Pd42分別連接第四十四NMOS管的漏極Nd44及第一輸出端Q；第四十四NMOS管的源極Ns44接地。

該從鎖存器與前述主鎖存器的工作原理相同，在此不再贅述。

本專利中置位信號(hào)對(duì)電路輸出的控制與時(shí)鐘信號(hào)異步，即置位信號(hào)對(duì)電路輸出的控制與時(shí)鐘信號(hào)的狀態(tài)無關(guān)。當(dāng)CLK0的邏輯值由1變?yōu)?時(shí)，若置位信號(hào)S0＝0，則無置位動(dòng)作；若置位信號(hào)S0＝1，則S1＝0，主鎖存器中第二十三NMOS管導(dǎo)通，第二十三NMOS管的漏極電壓被地電壓拉低為低電位，進(jìn)而通過反饋環(huán)路將輸出信號(hào)D02置1。此時(shí)，從鎖存器中與從鎖存器輸入端D4、D5相連的兩個(gè)傳輸門處于導(dǎo)通狀態(tài)，所以從鎖存器輸出端Q的輸出信號(hào)也被置1，從而完成電路的置位動(dòng)作。在此過程中時(shí)鐘信號(hào)的狀態(tài)并不會(huì)影響到置位信號(hào)對(duì)電路輸出的控制

本發(fā)明實(shí)施例提供的抗單粒子翻轉(zhuǎn)的異步置位D觸發(fā)器，相較于現(xiàn)有技術(shù)，本發(fā)明通過在主鎖存器和從鎖存器前增加緩沖電路，提高了異步置位D觸發(fā)器的抗單粒子翻轉(zhuǎn)能力，對(duì)主鎖存器和從鎖存器進(jìn)行雙模冗余加固，即分離成互為冗余的C²MOS電路中的上拉PMOS管和下拉NMOS管，避免了從鎖存器中可能由單粒子瞬態(tài)脈沖導(dǎo)致的反饋回路，對(duì)主鎖存器和從鎖存器電路中C²MOS電路進(jìn)行改進(jìn)，通過CMOS傳輸門來實(shí)現(xiàn)時(shí)鐘信號(hào)對(duì)電路的控制，進(jìn)一步提高了異步置位D觸發(fā)器的抗單粒子翻轉(zhuǎn)能力。

需要說明的是，對(duì)于前述的各方法實(shí)施例，為了簡(jiǎn)便描述，故將其都表述為一系列的動(dòng)作組合，但是本領(lǐng)域技術(shù)人員應(yīng)該知悉，本發(fā)明并不受所描述的動(dòng)作順序的限制，因?yàn)橐罁?jù)本發(fā)明，某些步驟可以采用其它順序或者同時(shí)進(jìn)行。其次，本領(lǐng)域技術(shù)人員也應(yīng)該知悉，說明書中所描述的實(shí)施例均屬于優(yōu)選實(shí)施例，所涉及的動(dòng)作和模塊并不一定都是本發(fā)明所必須的。

在上述實(shí)施例中，對(duì)各個(gè)實(shí)施例的描述都各有側(cè)重，某個(gè)實(shí)施例中沒有詳述的部分，可以參見其它實(shí)施例的相關(guān)描述。

以上為對(duì)本發(fā)明所提供的抗單粒子翻轉(zhuǎn)的異步置位D觸發(fā)器的描述，對(duì)于本領(lǐng)域的技術(shù)人員，依據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的思想，在具體實(shí)施方式及應(yīng)用范圍上均會(huì)有改變之處，綜上，本說明書內(nèi)容不應(yīng)理解為對(duì)本發(fā)明的限制。