面向SoC的SRAM讀出電路加固設計
2021年電子技術應用第11期
沈 婧，薛海衛，陳玉蓉，張猛華，王 蕾
中國電子科技集團公司第58研究所，江蘇 無錫214035
摘要： SRAM存儲器在SoC芯片中的應用已經越來越普遍，存儲單元的加固設計已成為抗輻射SoC芯片設計首要考慮的問題之一。提出了兩種SRAM讀出電路的加固結構，分別從讀出電路結構、數據讀出速度和抗單粒子翻轉能力等方面進行了對比。兩種讀出結構的SRAM均有較好的抗單粒子能力，但相比較單模雙互鎖結構的SRAM，雙模雙互鎖讀出結構的SRAM讀出時間更短。
中圖分類號： TN702
文獻標識碼： A
DOI：10.16157/j.issn.0258-7998.211423
中文引用格式： 沈婧，薛海衛，陳玉蓉，等. 面向SoC的SRAM讀出電路加固設計[J].電子技術應用，2021，47(10)：38-41，47.
英文引用格式： Shen Jing，Xue Haiwei，Chen Yurong，et al. Design of a radiation hardened read circuit of SRAM in SoC[J]. Application of Electronic Technique，2021，47(10)：38-41，47.
文獻標識碼： A
DOI：10.16157/j.issn.0258-7998.211423
中文引用格式： 沈婧，薛海衛，陳玉蓉，等. 面向SoC的SRAM讀出電路加固設計[J].電子技術應用，2021，47(10)：38-41，47.
英文引用格式： Shen Jing，Xue Haiwei，Chen Yurong，et al. Design of a radiation hardened read circuit of SRAM in SoC[J]. Application of Electronic Technique，2021，47(10)：38-41，47.
Design of a radiation hardened read circuit of SRAM in SoC
Shen Jing，Xue Haiwei，Chen Yurong，Zhang Menghua，Wang Lei
CETC 58，Wuxi 214035，China
Abstract： The application of SRAM memory in SoC is more and more common, and the design of radiation hardened memory has become one of the most important issues in the design of radiation resistant SoC. In this paper, two kinds of SRAM read circuits are proposed and compared in terms of readout circuit structure, data readout speed and single event upset resistance. The SRAM of the two readout structures have good single event resistance, but SRAM with dual-input DICE structure has shorter readout time compared with SRAM with single-input DICE structure.
Key words : system on chip；single event upset；SRAM readout circuit；data readout speed
0 引言
高能帶電粒子在器件的靈敏區內產生大量帶電粒子的現象，它屬于電離效應。當能量足夠大的粒子射入集成電路時，由于電離效應(包括次級粒子的)，產生數量級多的電離電子-空穴對，引起半導體器件的軟件錯誤，使邏輯器件和存儲器產生單粒子翻轉，CMOS器件產生單粒子閉鎖，甚至出現單粒子永久損傷的現象，輻射主要包括質子、中子、重離子和α粒子[1-3]。集成度的提高、特征尺寸的降低、臨界電荷和有效LET閾值下降等會使抗單粒子擾動能力降低。器件的抗單粒子翻轉能力明顯與電路設計、版圖設計、工藝條件等因素有關[4]。
鎖存器經常被用于現在的超大規模集成電路中，特別是SoC和CPU的流水線結構中[5-6]。數據讀出電路的數據鎖存也是必不可少的，因此提高鎖存器的抗單粒子能力意義重大。本文基于雙互鎖(DICE)結構[7-8]和Muller_C單元[9-10]，對SoC片上SRAM的數據讀出電路進行了抗輻射加固設計，并先后提出了兩種不同結構的讀出電路。
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作者信息：
沈 婧，薛海衛，陳玉蓉，張猛華，王 蕾
(中國電子科技集團公司第58研究所，江蘇 無錫214035)
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