45nmCMOS工艺三模冗余加固锁存器的性能评估

摘要

集成电路器件处在辐射敏感环境中时,易受到粒子轰击产生单粒子效应,使得电路的逻辑值发生翻转,影响电路的可靠性。为了提高电路的可靠性,需要针对单粒子效应引起的单粒子翻转(single event upset,SEU)问题进行加固研究,三模冗余(triple modular redundancy,TMR)锁存器是最简单有效的抗SEU加固锁存器。文章阐述了TMR相关基础知识,包括结构组成、可靠性分析和工作原理。TMR锁存器分为主级和从级。主级是由3个相同模块组成的,从级是“三中取二”表决器。文中使用的表决器为2种传统表决器和9种晶体管级表决器。传统表决器是由门级单元构成,晶体管级表决器是由PMOS管和NMOS管组合构成。文章分析比较了11种不同结构的TMR锁存器,利用Hspice仿真工具测得TMR锁存器的功耗、延迟、面积开销,并进行综合性能比较。