[发明专利]一种基于异构C单元的三点翻转自恢复锁存器

说明书

本发明公开了一种基于异构C单元的三点翻转自恢复锁存器，包括信号输入模块、传输模块、矩阵存储模块、内部节点模块、信号输出模块；传输模块包括第一传输门、第二传输门、第三传输门、第四传输门、第五传输门、第六传输门；矩阵存储模块包括第一避错C单元、第一近似C单元、第二避错C单元、第二近似C单元、第三避错C单元、第三近似C单元、第四避错C单元、第四近似C单元、第五避错C单元、第五近似C单元、第六避错C单元、第六近似C单元。本发明提供了一种抗辐射加固锁存器设计，该设计提供完整的单粒子单点、双点、三点翻转自恢复能力，同时本发明减少了由高可靠性设计而带来的锁存器性能、面积、功耗开销。

技术领域

本发明涉及纳米集成电路技术领域，尤其涉及一种基于异构C单元的三点翻转自恢复锁存器。

背景技术

在太空等恶劣辐射环境中，高能粒子严重威胁了先进集成电路的可靠性。单个高能粒子造成的单粒子效应对先进集成电路的影响越来越严重。纳米工艺下的集成电路在受到单粒子轰击后极有可能导致其内部电路的关键节点电平发生翻转，即单粒子翻转。这会导致电路出错进而可能影响整个系统的正常工作，后果十分严重。

随着集成电路特征尺寸进一步减小，集成电路的电源电压和寄生电容进一步降低，使每个节点上电平翻转更容易发生；同时，节点的物理距离也会减少，这会导致电荷共享，因此单粒子就可能造成多个节点的逻辑值翻转，包括单粒子双点翻转、单粒子三点翻转甚至更多，这给抗辐射加固电路设计提出了新的挑战。因此开发新的容忍多点翻转电路已经势在必行。

由于锁存器是大规模集成电路中必不可少的关键原件，因此研究人员已经提出了一系列抗单粒子翻转锁存器设计，但是目前这些设计存在以下问题：

1)多为单粒子单点或者双点加固设计，如上文所述，在先进的集成电路工艺下，这些设计的可靠性已经不能满足系统的要求；

2)多为阻塞型设计，这些设计虽然可以保证加固锁存器的输出正确，但是锁存器的内部节点仍然会保持来自单粒子翻转的软错误，由于集成电路存在泄露电流，所以在低速应用中它们的可靠性不够高；

3)目前可以实现三点自恢复的锁存器，在提升可靠性的同时付出的代价是高昂的，它们在延时、功耗、面积三个主要开销上较大且无法取得良好的折衷。

发明内容

本发明旨在至少在一定程度上解决相关技术中的技术问题之一。为此，本发明的一个目的在于提出一种基于异构C单元的三点翻转自恢复锁存器，提供完整的单粒子单点、双点、三点翻转自恢复能力，减少了由高可靠性设计而带来的锁存器性能、面积、功耗开销。

根据本发明提出的一种基于异构C单元的三点翻转自恢复锁存器，包括信号输入模块、传输模块、矩阵存储模块、内部节点模块、信号输出模块；

所述传输模块包括第一传输门、第二传输门、第三传输门、第四传输门、第五传输门、第六传输门；

所述矩阵存储模块包括第一避错C单元、第一近似C单元、第二避错C单元、第二近似C单元、第三避错C单元、第三近似C单元、第四避错C单元、第四近似C单元、第五避错C单元、第五近似C单元、第六避错C单元、第六近似C单元；

所述信号输入模块包括数据输入节点D、第一时钟输入节点CK、第二时钟输入节点NCK；

所述内部节点模块包括内部节点I1、内部节点I2、内部节点I3、内部节点I4、内部节点I5、内部节点I6、内部节点I7、内部节点I8、内部节点I9、内部节点I10、内部节点I11、内部节点I12；

所述信号输出模块包括数据输出节点Q；

所述数据输入节点D与所述第一传输门、第二传输门、第三传输门、第四传输门、第五传输门、第六传输门的信号输入节点连接；