65纳米CMOS低功耗抗辐射加固SRAM设计研究

发布时间：2024-04-03 00:16

　　随着CMOS制造工艺的不断进步以及集成电路技术的迅猛发展,使得SoC系统广泛运用于网络通信技术、卫星技术、无线传感技术等多个领域。在集成电路工艺尺寸不断缩小、集成度逐步提高的背景下,性能不断提升的同时,也对SoC系统的低功耗提出了更高的要求。而SRAM由于其不可或缺性,在诸多SoC系统所用的存储芯片中占据了大约70%以上的比例,其功耗的大小将会直接影响到整个SoC芯片在功耗方面的表现。因此,通过电路结构的设计降低SRAM单元的功耗变得愈加重要。同时,在SRAM存储单元中,当辐射粒子直接轰击存储单元,会使得存储单元的逻辑值直接翻转,即发生单粒子翻转(SEU)现象,从而使电路发生软错误,故需要对传统的SRAM存储单元进行抗辐照加固设计,以应对其越来越复杂严苛的工作环境。本文详细介绍了单粒子效应的相关基础知识,包括相关概念以及产生机理。阐述了SRAM单元的电路级加固方案以及相关低功耗设计方法,针对之前加固SRAM设计的不足,提出了一种新型抗辐射加固SRAM单元。本文归纳总结了其他工作所涉及的一种抗辐照加固SRAM单元设计的方法,即基于稳定结构的抗辐射加固SRAM单元设计思路。并在此基础上,提...

【文章页数】：72 页

【学位级别】：硕士

【部分图文】：

图1.2“福布斯-土壤”火星探测器故障的关键器件Fig1.2Thekeycomponentsof‘Phobos-Grunt’marsprobefailures

第1章绪论联络，稍后地面望远镜观测到该卫星附近出现若干碎片，而后的分析报告显次事故的主要原因亦是单粒子效应[8]。2016年，美国国家大气海洋局（NOA对所运营的太阳同步轨道（高度824km）S-NPP卫星的红外交叉跟踪探空仪运行发生的10次“复位”现象，组织卫星....

图1.5CMOS器件（a）和SOI器件（b）电荷收集体积对比

第1章绪论艺级加固技术艺级加固技术是指在集成电路的制造过程中，采用特殊的材料和单粒子效应所导致的软错误对器件的影响。SOI（SiliconOnInsula是一种有效的工艺级加固方法。通过在顶层硅和衬底硅之间增加离，从而大大的降低了电荷的收集量，从单粒子效应的产生机理图....

图1.6版图级加固技术Fig1.6Layoutlevelhardenedtechnology

图1.6版图级加固技术Fig1.6Layoutlevelhardenedtechnology.4电路级加固技术系统级加固技术一方面会带来更加复杂的冗余电路结构，另一方面又会产的功耗；工艺级加固技术不仅加大了工艺难度，同时也会带来更高的加固费用高昂；而版图级加固技术....

图2.1空间辐射环境Fig2.1Spaceradiationenvironment

章主要介绍了两个方面的内容，第一部分介绍了复杂的空间辐照环境射带、银河宇宙射线、太阳宇宙射线等，第二部分介绍了由辐射环空间辐射效应，包括总剂量辐射效应、中子辐射效应、瞬时辐射效应。其中，着重介绍了单粒子效应，包括其发生的机理、分类和对射环境响半导体材料的辐射环境是多样而复杂的，有....

本文编号：3946417