本文關鍵詞：一款基于65nm體硅工藝的抗輻照SRAM的設計與實現(xiàn)

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【摘要】：空間技術的發(fā)展對高性能的集成電路芯片提出了抗輻照加固設計的新要求,以實現(xiàn)空間集成電路能夠在復雜的輻射環(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的影響,尤其是對單粒子效應中的SEL、SEU和SET效應最為敏感。這幾種單粒子效應在SRAM電路中引起的錯誤將導致空間電子系統(tǒng)無法正常工作,甚至造成整個系統(tǒng)無法恢復的損傷。本文基于一款微處理器芯片中對SRAM抗輻照性能指標的要求,在對單粒子效應進行了深入研究的基礎上,以全定制的設計方法設計實現(xiàn)了一款容量為512x32bits、具有良好抗單粒子效應的SRAM。在抗輻照SRAM的設計實現(xiàn)中,本文從以下幾個方面做了相應的工作,并且取得了一定的研究成果,具體如下:首先,概括了輻射效應對空間電子系統(tǒng)的影響,討論了SRAM抗輻照加固設計在抗輻照芯片設計中的重要性,并根據(jù)相關研究總結了對SRAM影響最為嚴重的三種單粒子效應,即SEL、SEU和SET效應。其次,對SRAM的一般電路結構和基本工作原理進行了深入的研究,分析當前常用存儲單元的優(yōu)缺點,選擇雙模冗余的DICE結構存儲單元作為本設計中SRAM的基本存儲單元。在版圖設計過程中制定了抗輻照版圖設計規(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構,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。最后,全定制實現(xiàn)了抗輻照SRAM的電路設計和版圖設計。為了將抗輻照SRAM作為IP硬核應用于抗輻照芯片,提取出了版圖中的寄生參數(shù),建立了相應的物理庫和時序庫,并采用March C+算法對抗輻照SRAM進行了功能驗證。
【學位授予單位】：國防科學技術大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2014
【分類號】：TP333
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本文編號：1242248