抗辐照1394总线控制器IP设计

发布时间：2020-10-22 13:32

　　 1394总线是一种标准的外部高速串行总线,其传输速率在大容量数据实时传输的场合具有广阔的应用前景。并且具有成本低、速度快、占用空间小、实时数据传输、同时支持多种总线速度和热插拔等特点。我国在卫星通信等领域中的短距离通信中普遍采用1394总线进行实时数据传输,为保证卫星系统在空间环境中的正常运行,迫切需要1394总线的抗辐照加固产品。针对以上需求情况,本课题将开展对1394相关协议、总线控制器体系结构和原理、抗辐射加固技术进行深入具体的研究,完成抗辐射1394总线控制器IP设计。论文的总体设计方案是通过对1394总线标准协议的研究,分析1394总线控制器的具体功能,设计1394总线控制器的总体架构,对其进行模块划分。同时对各个模块间的数据流向进行规划,详细制定各个模块间的接口信号,根据模块划分、功能定义和接口信号规划,完成1394总线控制器的RTL代码设计,并通过仿真验证、FPGA验证等手段全面系统的验证了设计的1394总线控制器的功能正确性。通过建立抗辐射标准单元库,完成基于商用工艺线的抗辐射版图设计。最后通过流片、测试分析和辐照试验等工作,测试设计目标是否实现。论文在抗辐照设计方面主要从单粒子翻转效应防护、单粒子闩锁效应防护、总剂量效应防护和单粒子瞬态效应防护四方面进行考虑。本课题完成了关键路径的三模冗余结构设计,并将所有触发器采用DICE结构进行设计,可有效防护单粒子翻转效应。对于小驱动的单元,在不改变制造工艺的前提下,适当的增加了源区接触面积,并采用阱接触保护环的设计,可有效提高电路的抗辐射和抗闩锁性能。对于大型驱动的单元,在增加保护环的基础上采用了环栅结构,设计中使用较宽沟道的晶体管,并利用衬底反偏、降低电源电压等手段,抑制漏电流,可大幅减少总剂量效应对电路的影响。在时钟、复位等全局网络中使用延迟滤波设计,可消除较短SET脉冲对电路的影响。为了达成抗辐照的设计目标,本课题设计开发出一套基于中芯国际公司0.13μm工艺的包含抗辐照标准逻辑单元库和数字IO电路单元库,采用商业通用EDA软件和标准的R2G设计流程,完成抗辐射1394链路层控制器的版图加固设计。抗辐照库的建立突破了0.13μm抗辐照参数库建立技术,为同类抗辐照产品的设计提供了有力的技术支持。本课题最终通过辐照试验验证,单粒子翻转阈值达到30MeV·cm~2/mg,单粒子闭锁阈值达到70MeV·cm~2/mg,总剂量指标达到100Krad(Si)。
【学位单位】：西安电子科技大学
【学位级别】：硕士
【学位年份】：2019
【中图分类】：TP273
【部分图文】：

西安电子科技大学硕士学位论文指的是物理打包概念，而节点为逻辑寻址概念。组成模块的主要部一个或者多个共享物理接口。所有逻辑实体内只有节点具有地址，制寄存器与可识别 ROM，可实现独立复位。单个模块内部通常涉对于单个节点而言，其同样也经由数个元件来实现共同组成，详见

图 2. 1 模块结构）物理拓扑研究主要研究线缆环境下 IEEE 1394 串行总线的物理拓扑结构。各类环利用总线桥，来实现总线的连接。值得一提的是，线缆环境内部含，一般表现为无环网络结构，通过将电缆和各类节点端口之间进行紧的扩展分支，形成特殊形状的网络拓扑结构，包括菊花状或者树状成部分主要包含收发器等元件，其中，端口和线缆一般作为总线内使用，当其置身于 1394 网络节点中，即为全面完善的逻辑总线。 2.2 表示，不同根节点会产生相应的树状结构，每个节点中通常含只会存在一个端口节点，来作为重要的总线分支叶节点投入使用，外的数个端口节点，都会经由总线，来进行持续传输。由本质出发构为树状结构。

图 2. 3 连接到 PCI 总线上的 IEEE 1394 物理拓扑结构行总线和底板表面存在的标准并行总线，通常表现出共存状EE 1394标准内部进行串行通信，从而实现存储的两根信号线境，沿着线缆环境逐步向外延伸。底板环境下物理拓扑指的是行紧密连接，在总线表面，通常都会分布多样化连接器，通过这能实现直接访问。此外，总线仲裁还能实时共享全部节点总明，由 总线构成的网络拓扑结构可连接最多 63 个设点间距离为 4.5m。网络拓扑结构形状较多，常见的为星形、花链等，组成对等网络。常见的树形结构，树作为一个无环连存在一条路径，因此树结构自身不存在容错能力，网络一旦出接问题等都会造成中断连接等问题，甚至网络故障。采用 IEEE1394 标准构建网络过程中，在此需要设计 IEEE13连接网络内所有节点，应用一种类似于星形的网络拓扑结构构组成网络更简单，可以简化添加与删除节点过程[5]。除此以
【参考文献】

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本文编号：2851663