[发明专利]一种高性能低开销的三点翻转自恢复锁存器

说明书

本发明公开了一种高性能低开销的三点翻转自恢复锁存器，包括三个反相器、七个结构相同且具有相同时钟信号的三态门、七个结构相同的C单元，以及7个结构相同且具有相同的反相时钟信号的钟控C单元组成，由C单元和钟控C单元连接成环，基于C单元和钟控C单元在两路输入的逻辑值不同时，输出端保持不变的特性，实现锁存器的三点翻转自恢复，使得即使是在较为恶劣的辐射环境下，纳米尺度CMOS锁存器也能免受三点翻转的影响，避免引发软错误，保证电路功能正常。

技术领域

本发明属于集成电路设计领域，更具体地说是涉及一种应用在抗辐射加固电路领域中的抗三点翻转(TripleNode Upset,TNU)的加固锁存器。

背景技术

单粒子效应(Single Event Effect,SEE)，是指高能粒子穿过微电子器件的灵敏区时，造成器件状态的非正常改变的一种辐射损伤效应。单粒子效应包括单粒子翻转、单粒子瞬态、单粒子烧毁和单粒子栅穿等，其中单粒子翻转是最难防护的单粒子效应。

单粒子翻转(Single Event Upset,SEU)，是指高能粒子击中存储单元时，使得存储单元的逻辑值直接发生翻转的一种效应。按照发生翻转的节点数量，可以将单粒子翻转分为单点翻转、双点翻转和三点翻转等。

单点翻转(Single Node Upset,SNU)，是指单个高能粒子击中存储单元时，使得存储单元内部的单个敏感节点的逻辑值发生翻转的情况。

双点翻转(Double Node Upset,DNU)，是指单个高能粒子击中存储单元时，由于电荷共享效应，使得存储单元内部两个敏感节点的逻辑值同时发生翻转的情况。

三点翻转(Triple Node Upset,TNU)，是指单个高能粒子击中存储单元时，由于电荷共享效应，使得存储单元内部三个敏感节点的逻辑值同时发生翻转的情况。

锁存器是最常用的时序逻辑器件之一，是构成数字系统的关键元器件，对系统功能的执行有着不可替代的作用。然而随着集成电路工艺尺寸的进一步缩减，在较为恶劣的辐射环境下，纳米尺度CMOS锁存器越来越容易受到三点翻转(Triple Node Upset,TNU)的影响，从而引发软错误，使得电路产生功能错误。

传统的抗辐射加固锁存器大多数只能够实现单点翻转自恢复或者双点翻转自恢复，对于较为恶劣的辐射环境已然不再适用。

发明内容

本发明是为避免上述现有技术所存在的不足，提供一种高性能低开销的三点翻转自恢复锁存器，使得即使是在较为恶劣的辐射环境下，纳米尺度CMOS锁存器也能免受三点翻转 (Triple Node Upset,TNU)的影响，从而避免引发软错误，保证电路功能正常。

本发明为实现发明目的采用如下技术方案：

本发明高性能低开销的三点翻转自恢复锁存器的特点是其包括：

3个反相器，为第一反相器、第二反相器和第三反相器；

7个结构相同且具有相同的时钟信号CLK的三态门，为第一、第二、第三、第四、第五、第六和第七三态门，构成输入级电路；

7个结构相同的C单元，为第一、第二、第三、第四、第五、第六和第七C单元；

7个结构相同且具有相同的反相时钟信号CLKB的钟控C单元，为第一、第二、第三、第四、第五、第六和第七钟控C单元。

各C单元和各钟控C单元均具有两个输入端和一个输出端；并以第一钟控C单元、第一 C单元、第二钟控C单元、第二C单元、第三钟控C单元、第三C单元、第四钟控C单元、第四C单元、第五钟控C单元、第五C单元、第六钟控C单元、第六C单元、第七钟控C单元、第七C单元和第一钟控C单元的顺序按顺时针方向连接成环；