一款基于65nm體硅工藝的抗輻照SRAM的設(shè)計與實現(xiàn).pdf

1、空間技術(shù)的發(fā)展對高性能的集成電路芯片提出了抗輻照加固設(shè)計的新要求，以實現(xiàn)空間集成電路能夠在復(fù)雜的輻射環(huán)境中正常工作。靜態(tài)隨機存取存儲器作為集成電路芯片中重要的數(shù)據(jù)存取部件，主要由存儲單元陣列和外圍電路組成，由于其自身的敏感性和在芯片中占據(jù)著較大的版圖面積，在輻射環(huán)境中極易受到空間輻射效應(yīng)的影響，尤其是對單粒子效應(yīng)中的SEL、SEU和SET效應(yīng)最為敏感。這幾種單粒子效應(yīng)在 SRAM電路中引起的錯誤將導(dǎo)致空間電子系統(tǒng)無法正常工作，甚至造成整

2、個系統(tǒng)無法恢復(fù)的損傷。
　　本文基于一款微處理器芯片中對SRAM抗輻照性能指標(biāo)的要求，在對單粒子效應(yīng)進行了深入研究的基礎(chǔ)上，以全定制的設(shè)計方法設(shè)計實現(xiàn)了一款容量為512x32bits、具有良好抗單粒子效應(yīng)的SRAM。在抗輻照SRAM的設(shè)計實現(xiàn)中，本文從以下幾個方面做了相應(yīng)的工作，并且取得了一定的研究成果，具體如下：
　　首先，概括了輻射效應(yīng)對空間電子系統(tǒng)的影響，討論了SRAM抗輻照加固設(shè)計在抗輻照芯片設(shè)計中的重要性，并根據(jù)相

3、關(guān)研究總結(jié)了對SRAM影響最為嚴(yán)重的三種單粒子效應(yīng)，即SEL、SEU和SET效應(yīng)。
　　其次，對SRAM的一般電路結(jié)構(gòu)和基本工作原理進行了深入的研究，分析當(dāng)前常用存儲單元的優(yōu)缺點，選擇雙模冗余的DICE結(jié)構(gòu)存儲單元作為本設(shè)計中SRAM的基本存儲單元。在版圖設(shè)計過程中制定了抗輻照版圖設(shè)計規(guī)則，在版圖級實現(xiàn)SRAM的抗輻照性能。提出了DICE存儲單元的豎式布局的版圖結(jié)構(gòu)，增加了敏感節(jié)點對之間的間距，進一步提高了存儲單元的抗SEU性能。