存储器抗辐射编码技术研究
发布时间：2021-12-18 11:46
随着科技的发展,人们将探索的步伐迈向了太空,但是星载系统中的SRAM存储器在工作时极易受到单粒子效应的影响,为解决这一问题,人们通常采用纠错码电路对其进行加固。而随着集成电路工艺尺寸的缩小,单粒子效应的影响有了新的变化,具体表现为多位翻转的发生以及电路对SET敏感性的提升。为保证星载系统的正常运行,对纠错编码及其编解码电路开展进一步的研究有着重要的意义。针对多位翻转的发生,本文提出了两种新的纠错编码。首先在HVD码的基础上提出了NHVD码,在该码中,提出了一种新的编码方式,将产生的校验位从50位减少到了38位,提出了一种对翻转点进行直接定位的方法,将解码运算的迭代次数从36次减少到了15次。NHVD码的纠错能力与HVD码一致,可以实现对数据位3位随机错误的纠正及同组校验位中奇数位错误的检测。随后为提升对校验位的纠错能力,本文又提出了NHVD-H码,该码采用汉明码二次编码及码内交织的方式对NHVD码的校验位进行了加固,加固后可以实现对校验位错误的5位检测及3位纠正。本文对NHVD-H码进行了电路设计及功能验证。首先完成了电路设计,其在SMIC130nm工艺下关键路径延时为9.62ns。接...
【文章来源】：西安电子科技大学陕西省 211工程院校 教育部直属院校
【文章页数】：83 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
空间辐射环境（1）银河宇宙射线
（3） 范艾伦辐射带图2.2 范艾伦辐射带范艾伦辐射带是地球磁场捕获外太空的高能粒子而形成的辐射带，以两极为轴环绕而成。如图 2.2 所示，范艾伦辐射带分为内外两层，受到太阳活动的影响，两个辐射带的范围也在不断波动。内辐射带的高度下限在地球各处不尽相同，从 400km 到1200km 不等，高度上限则大约为 10000km，而外辐射带的外侧距赤道的距离可以达到 82000km。内外辐射带的威胁来源不尽相同，内辐射带中的质子能量可以达到几十甚至上百 MeV，是太空飞行器的主要威胁，而在外辐射带中，质子能量一般较低，飞行器主要受到高能电子的威胁。2.2 单粒子效应2.2.1 单粒子效应分类集成电路在太空辐射环境中主要受单粒子效应和总剂量效应的影响
因此 MOS 器件的漏级一般为单粒子效应的敏感区域。图2.4 漏斗区示意图如图 2.4 所示，高能粒子在漏区入射，在入射轨迹附近产生了大量电子空穴对，同时令结电场向衬底的方向延伸，产生了一个类似漏斗的区域，这被称为漏斗效应[32]。漏斗效应大大加大了电荷的收集区域，增强了 MOS 器件对单粒子效应的敏感性。入
【参考文献】：
期刊论文
[1]重离子辐照带有ECC的65nm SRAM器件“伪多位翻转”特性研究[J]. 王斌,刘杰,刘天奇,习凯,叶兵,侯明东,孙友梅,殷亚楠,姬庆刚,赵培雄,李宗臻. 原子核物理评论. 2018(01)
[2]基于SRAM软错误失效概率的交织距离选择模型[J]. 任磊,李磊,武书肖. 微电子学. 2017(03)
[3]体硅90nm SRAM重离子单粒子多位翻转实验和数值模拟[J]. 罗尹虹,张凤祁,郭红霞,陈伟,丁李利. 现代应用物理. 2017(01)
[4]抗单粒子翻转的双端口SRAM定时刷新机制研究[J]. 陈晨,陈强,林敏,杨根庆. 微电子学. 2015(04)
[5]组合电路SET传播特性与软错误率分析[J]. 靳丽娜,廖家轩,周婉婷,李磊. 微电子学与计算机. 2015(05)
[6]集成电路单粒子瞬态效应与测试方法[J]. 刘健波,刘远,恩云飞,雷志锋,王晓晗,杨元政. 微电子学. 2014(01)
[7]空间辐射环境诱发航天器故障或异常分析[J]. 薛玉雄,杨生胜,把得东,安恒,柳青,石红,曹洲. 真空与低温. 2012(02)
[8]SEE characteristics of small feature size devices by using laser backside testing[J]. 封国强,上官士鹏,马英起,韩建伟. 半导体学报. 2012(01)
[9]先进工艺对MOS器件总剂量辐射效应的影响[J]. 刘远,恩云飞,李斌,师谦,何玉娟. 半导体技术. 2006(10)
[10]单粒子效应对卫星空间运行可靠性影响[J]. 王长河. 半导体情报. 1998(01)
博士论文
[1]基于错误纠正码的抗单粒子翻转存储器加固设计研究[D]. 柳姗姗.哈尔滨工业大学 2017
硕士论文
[1]深亚微米下SET故障模拟技术的研究[D]. 叶世旺.电子科技大学 2014
[2]单粒子效应电路模拟方法研究[D]. 王佩.电子科技大学 2010
本文编号：3542328
【文章来源】：西安电子科技大学陕西省 211工程院校 教育部直属院校
【文章页数】：83 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
空间辐射环境（1）银河宇宙射线
（3） 范艾伦辐射带图2.2 范艾伦辐射带范艾伦辐射带是地球磁场捕获外太空的高能粒子而形成的辐射带，以两极为轴环绕而成。如图 2.2 所示，范艾伦辐射带分为内外两层，受到太阳活动的影响，两个辐射带的范围也在不断波动。内辐射带的高度下限在地球各处不尽相同，从 400km 到1200km 不等，高度上限则大约为 10000km，而外辐射带的外侧距赤道的距离可以达到 82000km。内外辐射带的威胁来源不尽相同，内辐射带中的质子能量可以达到几十甚至上百 MeV，是太空飞行器的主要威胁，而在外辐射带中，质子能量一般较低，飞行器主要受到高能电子的威胁。2.2 单粒子效应2.2.1 单粒子效应分类集成电路在太空辐射环境中主要受单粒子效应和总剂量效应的影响
因此 MOS 器件的漏级一般为单粒子效应的敏感区域。图2.4 漏斗区示意图如图 2.4 所示，高能粒子在漏区入射，在入射轨迹附近产生了大量电子空穴对，同时令结电场向衬底的方向延伸，产生了一个类似漏斗的区域，这被称为漏斗效应[32]。漏斗效应大大加大了电荷的收集区域，增强了 MOS 器件对单粒子效应的敏感性。入
【参考文献】：
期刊论文
[1]重离子辐照带有ECC的65nm SRAM器件“伪多位翻转”特性研究[J]. 王斌,刘杰,刘天奇,习凯,叶兵,侯明东,孙友梅,殷亚楠,姬庆刚,赵培雄,李宗臻. 原子核物理评论. 2018(01)
[2]基于SRAM软错误失效概率的交织距离选择模型[J]. 任磊,李磊,武书肖. 微电子学. 2017(03)
[3]体硅90nm SRAM重离子单粒子多位翻转实验和数值模拟[J]. 罗尹虹,张凤祁,郭红霞,陈伟,丁李利. 现代应用物理. 2017(01)
[4]抗单粒子翻转的双端口SRAM定时刷新机制研究[J]. 陈晨,陈强,林敏,杨根庆. 微电子学. 2015(04)
[5]组合电路SET传播特性与软错误率分析[J]. 靳丽娜,廖家轩,周婉婷,李磊. 微电子学与计算机. 2015(05)
[6]集成电路单粒子瞬态效应与测试方法[J]. 刘健波,刘远,恩云飞,雷志锋,王晓晗,杨元政. 微电子学. 2014(01)
[7]空间辐射环境诱发航天器故障或异常分析[J]. 薛玉雄,杨生胜,把得东,安恒,柳青,石红,曹洲. 真空与低温. 2012(02)
[8]SEE characteristics of small feature size devices by using laser backside testing[J]. 封国强,上官士鹏,马英起,韩建伟. 半导体学报. 2012(01)
[9]先进工艺对MOS器件总剂量辐射效应的影响[J]. 刘远,恩云飞,李斌,师谦,何玉娟. 半导体技术. 2006(10)
[10]单粒子效应对卫星空间运行可靠性影响[J]. 王长河. 半导体情报. 1998(01)
博士论文
[1]基于错误纠正码的抗单粒子翻转存储器加固设计研究[D]. 柳姗姗.哈尔滨工业大学 2017
硕士论文
[1]深亚微米下SET故障模拟技术的研究[D]. 叶世旺.电子科技大学 2014
[2]单粒子效应电路模拟方法研究[D]. 王佩.电子科技大学 2010
本文编号：3542328
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