一种针对28nm的三路全隔离的三模冗余的抗辐照电路的制作方法

本发明涉及抗辐照电路技术领域，尤其涉及一种针对28nm的三路全隔离的三模冗余的抗辐照电路。

背景技术：

一般来说，对集成电路设计seu(单粒子翻转)加固的方法可以分为两类：一种是建立dice(dice，dualinterlockedcell，即双立互锁单元)库，一种是tmr(tmr，triple-modularredundancy，即三模冗余)的方法。

tmr主要采用软件方法，将输入网表变成三份，从而达到抗辐照的目的，其优点是自动化程度高，开发周期短，缺点是抗辐照性能不如建立抗辐照单元库。然而在28nm工艺节点上，我们不仅需要考虑seu，还要考虑mbu(单粒子多比特翻转)，根据经验体硅上mbu的敏感节点对，layout版图设计时需要做2um的隔离，然而2um的隔离针对28nm来说面积增加过大。

现有技术中的一种三模冗余方案，参见图1，寄存器和组合逻辑的电路都复制3份，两两之间增加大数据判决器(简称voter，该电路是一种三输入单输出单元。输出z，三个输入为a,b,z。a，b，c三个输入中任意两个为高时z输出高电平，反之z输出低电平，模块功能函数为z＝ab+ac+bc)。

当第一份的组合逻辑上出现粒子翻转，导致第一份的寄存器采到错误的数据传给voter(大数据判决器)一端，第二份第三份的寄存器仍能采到正确的数据，所以大数据判决器输出正确的值；当第二份的组合逻辑上出现粒子翻转，导致第二份的寄存器采到错误的数据传给voter(大数据判决器)一端，第一份第三份的寄存器仍能采到正确的数据，所以大数据判决器输出正确的值；当第三份的组合逻辑上出现粒子翻转，导致第三份的寄存器采到错误的数据传给voter(大数据判决器)一端，第一份第二份的寄存器仍能采到正确的数据，所以大数据判决器输出正确的值；

所以使用三份完全一样的电路，输入相同，三份输出连接到数据判决器，当三份电路中的任意一份电路受到粒子轰击产生错误时，另外两份的输出依然能保持正确，那么经过数据判决器(如果2个输入相同，那么输出就是该值)的输出结果就保持不变。

现有技术中的三模冗余技术是所有的敏感节点对在物理上做2um的隔离，而这2um之间是不放任何功能单元的，所以这个对于180nm，300nm还能接受，但是对于28nm很浪费面积，不可取。

如何改进传统的三模冗余电路结构而使得面积增加不多，实现单粒子翻转，单粒子多比特翻转加固与面积损耗最小的完美结合，是目前亟待解决的问题。

技术实现要素：

为解决上述技术问题，本发明提出了一种针对28nm的三路全隔离的三模冗余的抗辐照电路，实现单粒子翻转，单粒子多比特翻转加固与面积损耗最小。

一种针对28nm的三路全隔离的三模冗余的抗辐照电路，包括：本征电路、延时路1和延时路2，所述本征电路包括组合逻辑，所述组合逻辑一端输入数据，另一端与寄存器1的一端连接，所述寄存器1的另一端连接大数据判决器的一端，所述大数据判决器的另一端输出数据；

所述延时路1包括：deglitch1，所述deglitch1的一端连接所述组合逻辑的另一端，所述deglitch1的另一端连接寄存器2的一端，所述寄存器2的另一端连接所述大数据判决器的一端；

所述延时路2包括：deglitch2，所述deglitch2的一端连接所述组合逻辑的另一端，所述deglitch2的另一端连接寄存器3，所述寄存器3的另一端连接所述大数据判决器的一端。

其中，所述寄存器1、寄存器2和寄存器3为相同型号、规格的寄存器。

优选地，所述deglitch1和deglitch2相同。

其中，所述寄存器1、寄存器2和寄存器3采用来自所述组合逻辑的数据值，之后传递给所述大数据判决器。

有益效果：本发明实施例提供的针对28nm的三路全隔离的三模冗余的抗辐照电路种，当本征电路上出现粒子翻转，导致本征电路上的寄存器1采到错误的数据传给voter(大数据判决器)的一端，延时路1和延时路2由于有deglitch(本质是延时电路)，该错误会被过滤掉，这两路上的寄存器2，寄存器3能采到正确的值，所以voter(大数据判决器)输出正确值；当延时路1的寄存器2数据输入端上出现粒子翻转，导致该寄存器采到错误的数据传给voter(大数据判决器)的一端，本征路和延时2路这两路上寄存器1和寄存器3能采到正确的值，所以voter(大数据判决器)输出正确值；当延时路2的寄存器3数据输入端上出现粒子翻转，导致该寄存器采到错误的数据传给voter(大数据判决器)的一端，本征路和延时1路这两路上寄存器1和寄存器2能采到正确的值，所以voter(大数据判决器)输出正确值；所以电路结构为组合逻辑一份，触发器三份，在触发器之前增加数据端的deglitch(本质是1ns的延时电路，用于过滤毛刺)，三份触发器之后插入大数判决器。如此任意节点的翻转都不会导致电路错误，同时在实现的时候可以进行三路全隔离的实现，保证敏感节点对不会同时发生翻转，从而从理论上达到单粒子翻转的免疫。针对大扇出，时钟树，同样在实现的时候做三路全隔离的三份，另外在源头上增加deglitch。由于本征电、延时路1、延时路2在版图的位置上存在天然的隔离作用，很好的实现了2um的隔离要求，同时由于除了本征以外，另外2路没有复制组合逻辑，所以使得延时路1和延时路2不需要本征一样大的面积，在实际实现的时候，延时路1和延时路2的面积小于本征，关于延时路1和延时路2的dff等的摆放，通过软件提取本征中相应寄存器的物理位置信息之后，作相应的处理得到它们的位置信息。

附图说明

图1为现有技术中的一种三模冗余电路结构示意图；

图2为本发明实施例提供的一种针对28nm的三路全隔离的三模冗余的抗辐照电路图；

图3为本发明实施例提供的一种板块图。

图中：1-输入端的组合逻辑，2，3-deglitch电路，4、5、6-寄存器，7-大数据判决器。

具体实施方式

以下结合附图对本发明的具体实施方式作出详细说明。参见图2，本发明实施例提供的一种针对28nm的三路全隔离的三模冗余的抗辐照电路，包括：本征电路、延时路1和延时路2，所述本征电路包括组合逻辑，所述组合逻辑一端输入数据，另一端与寄存器1的一端连接，所述寄存器1的另一端连接大数据判决器的一端，所述大数据判决器的另一端输出数据；

所述延时路1包括：deglitch1，所述deglitch1的一端连接所述组合逻辑的另一端，所述deglitch1的另一端连接寄存器2的一端，所述寄存器2的另一端连接所述大数据判决器的一端；

所述延时路2包括：deglitch2，所述deglitch2的一端连接所述组合逻辑的另一端，所述deglitch2的另一端连接寄存器3，所述寄存器3的另一端连接所述大数据判决器的一端。

其中，1代表输入端的组合逻辑，它的输出会通过本征路，延时路1，延时路2进入寄存器1、2、3；2，3代表deglitch电路，该电路是有延时器件搭建而成，本质是延时，功能是滤波作用，由于单粒子翻转的脉冲较小，该电路能成功过滤掉单粒子翻转脉冲；4、5、6是寄存器，用于采用来自组合逻辑的值，然后传递给大数判决器；7是大数据判决器。

其中，所述寄存器1、寄存器2和寄存器3为相同型号、规格的寄存器，所述deglitch1和deglitch2相同。所述寄存器1、寄存器2和寄存器3采用来自所述组合逻辑的数据值，之后传递给所述大数据判决器。

当本征路上出现粒子翻转，导致本征路上的寄存器1采到错误的数据传给voter(大数据判决器)的一端，延时路1和延时路2由于有deglitch(本质是延时电路)，该错误会被过滤掉，这两路上的寄存器2，寄存器3能采到正确的值，所以voter(大数据判决器)输出正确值；

当延时路1的寄存器2数据输入端上出现粒子翻转，导致该寄存器采到错误的数据传给voter(大数据判决器)的一端，本征路和延时2路这两路上寄存器1和寄存器3能采到正确的值，所以voter(大数据判决器)输出正确值；

当延时路2的寄存器3数据输入端上出现粒子翻转，导致该寄存器采到错误的数据传给voter(大数据判决器)的一端，本征路和延时1路这两路上寄存器1和寄存器2能采到正确的值，所以voter(大数据判决器)输出正确值；

所以电路结构为组合逻辑一份，触发器三份，在触发器之前增加数据端的deglitch(本质是1ns的延时电路，用于过滤毛刺)，三份触发器之后插入大数判决器。如此任意节点的翻转都不会导致电路错误，同时在实现的时候可以进行三路全隔离的实现，保证敏感节点对不会同时发生翻转，从而从理论上达到单粒子翻转的免疫。针对大扇出，时钟树，同样在实现的时候做三路全隔离的三份，另外在源头上增加deglitch。这个方案还要配合版图实现一起，效果才好。

deglitch主要起到滤除由于粒子轰击引起的错误的功能。本三路全隔离三模冗余加固方案在版图实现上和传统的也不一样，我们的版图实现方法见下，保证了敏感节点对在物理上远超过2um的隔离，针对隔离的问题，不会增加面积。

参见图3，版图分为3块，中间b包含(图2中的1,4,7)，上面a包含(图2中的2,5)，下面c包含(图2中的3,6)由于本征电路，延时路1，延时路2在版图的位置上存在天然的隔离作用，就很好的实现了2um的隔离要求，同时由于除了本征以外，另外2路没有复制组合逻辑，所以使得延时路1和延时路2不需要本征一样大的面积，在实际实现的时候，延时路1和延时路2的面积小于本征，关于延时路1和延时路2的dff等的摆放，通过软件提取本征中相应寄存器的物理位置信息之后，作相应的处理得到它们的位置信息。

本发明不采用传统的组合逻辑三份的方法，而是通过deglitch(本质延时电路)来过滤单粒子翻转；版图上采用分块摆放，实现物理全隔离。欲保护点：不采用传统的组合逻辑三份的方法，只采用一份组合逻辑，加上deglitch(本质延时电路)和大数判决器，来过滤单粒子翻转，版图上采用分块摆放，实现物理全隔离。

对于本领域技术人员而言，显然本发明实施例不限于上述示范性实施例的细节，而且在不背离本发明实施例的精神或基本特征的情况下，能够以其他的具体形式实现本发明实施例。因此，无论从哪一点来看，均应将实施例看作是示范性的，而且是非限制性的，本发明实施例的范围由所附权利要求而不是上述说明限定，因此旨在将落在权利要求的等同要件的含义和范围内的所有变化涵括在本发明实施例内。不应将权利要求中的任何附图标记视为限制所涉及的权利要求。此外，显然“包括”一词不排除其他单元或步骤，单数不排除复数。系统、装置或终端权利要求中陈述的多个单元、模块或装置也可以由同一个单元、模块或装置通过软件或者硬件来实现。第一，第二等词语用来表示名称，而并不表示任何特定的顺序。

最后应说明的是，以上实施方式仅用以说明本发明实施例的技术方案而非限制，尽管参照以上较佳实施方式对本发明实施例进行了详细说明，本领域的普通技术人员应当理解，可以对本发明实施例的技术方案进行修改或等同替换都不应脱离本发明实施例的技术方案的精神和范围。