抗辐照SRAM的研究与设计

发布时间：2017-08-31 20:26

  本文关键词：抗辐照SRAM的研究与设计

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【摘要】：集成电路工艺特征尺寸的不断减小使存储器对空间辐照环境下的单粒子效应越来越敏感。研究存储器的单粒子效应,提高其抗单粒子效应的能力,对提升存储器的可靠性具有十分重要的意义。本文首先论述了单粒子效应相关的基本概念,简要分析了传统6管SRAM单元的基本工作原理。接着提出了一种新型的SRAM单元结构,通过数据存储节点与位线分离的方法消除了传统6管SRAM单元由于分压所引起的读操作破坏问题,极大地提升了稳定性。通过引入冗余节点的方法提升了存储单元抗单粒子翻转效应的能力。当存储单元中的节点在辐照作用下发生翻转时,能够在其他冗余存储节点的反馈作用下迅速恢复,从而使存储单元中的数据不会因为辐照效应而被破坏。文中采用HSPICE对存储单元正常的读写功能,读操作速度、稳定性以及功耗进行了仿真分析。对于SRAM单元的抗辐照特性,主要通过线性能量传输值(LET,linear energy transfer)来衡量。应用Sentaurus TCAD工具通过混合仿真的方法,分析存储单元在不同辐照注入强度下的单粒子翻转特性,并得到其所对应的LET阈值,以此验证存储单元的抗辐照特性。最后对SRAM的外围电路进行了简要分析,重点论述了译码器、灵敏放大器以及地址变化探测电路,运用本文所提出的存储单元搭建4Kb的异步静态随机存储器并进行仿真验证。
【关键词】：SRAM 单粒子翻转效应 稳定性 漏电流
【学位授予单位】：西安电子科技大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2014
【分类号】：TP333
【目录】：

• 摘要5-6
• ABSTRACT6-10
• 符号对照表10-11
• 缩略语对照表11-14
• 第一章 绪论14-18
• 1.1 课题研究背景和意义14
• 1.2 研究现状14-15
• 1.3 论文结构15-18
• 第二章 单粒子效应的理论基础18-26
• 2.1 单粒子效应的分类18-20
• 2.2 SRAM单粒子效应机理20-22
• 2.3 器件单粒子效应的量化表征22
• 2.4 加固方法22-25
• 2.5 本章小结25-26
• 第三章 抗辐照SRAM单元设计26-34
• 3.1 6管SRAM单元的设计和读写操作26-29
• 3.2 新型抗辐照SRAM单元电路设计29-33
• 3.2.1 SRAM单元读操作31
• 3.2.2 SRAM单元写操作31
• 3.2.3 SRAM单元读写操作仿真31-33
• 3.3 本章小结33-34
• 第四章 SRAM单元性能分析34-54
• 4.1 SRAM单元面积34
• 4.2 读操作速度34-36
• 4.3 稳定性分析36-39
• 4.4 SRAM单元功耗分析39-44
• 4.5 抗辐照特性44-53
• 4.6 本章小结53-54
• 第五章 4KbSRAM设计与仿真验证54-66
• 5.1 译码器54-56
• 5.2 灵敏放大器56-59
• 5.3 地址变化探测电路59-60
• 5.4 其它外围电路60-62
• 5.4.1 地址锁存器60-61
• 5.4.2 驱动器61-62
• 5.5 4Kb SRAM的结构与仿真验证62-64
• 5.5.1 SRAM写过程62-63
• 5.5.2 SRAM读过程63
• 5.5.3 4KbSRAM的整体仿真63-64
• 5.6 本章小结64-66
• 第六章 总结与展望66-68
• 参考文献68-72
• 致谢72-74
• 作者简介74-75

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4 ;结合和定义[J];电子计算机动态;1980年02期

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9 孙巾杰;缪向水;程晓敏;鄢俊兵;;非对称结构相变存储单元的三维模拟与分析[J];计算机与数字工程;2011年05期

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3 本报驻韩国记者 薛严;以3D视角审视闪存革命[N];科技日报;2013年

4 记者 刘霞;新型光子存储器或可打破网速瓶颈[N];科技日报;2012年

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1 顾明;嵌入式SRAM性能模型与优化[D];东南大学;2006年

2 刘奇斌;相变存储单元热模拟及其CMP关键技术研究[D];中国科学院研究生院（上海微系统与信息技术研究所）;2007年

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1 李二亮;基于Mix-IS算法的SRAM设计及良率分析[D];苏州大学;2015年

2 周月琳;基于六管存储单元的高可靠性SRAM设计[D];北京工业大学;2015年

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10 杨X;近阈值低功耗SRAM研究设计[D];上海交通大学;2011年

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本文编号：767741