[發明專利]抗單粒子翻轉的掃描結構D觸發器

有效

• 申請號: 201110323935.X
• 申請日: 2011-10-21
• 公開（公告）號: CN102394601A
• 公開（公告）日: 2012-03-28
• 發明（設計）人: 池雅慶;孫永節;李鵬;梁斌;杜延康;劉必慰;陳建軍;何益百;秦軍瑞
• 申請（專利權）人: 中國人民解放軍國防科學技術大學
• 主分類號: H03K3/013
• 分類號: H03K3/013;H03K19/003;H03K3/02
• 代理公司: 國防科技大學專利服務中心 43202
• 代理人: 郭敏

1.一種抗單粒子翻轉的掃描結構D觸發器，抗單粒子翻轉的掃描結構D觸發器由時鐘電路、掃描控制緩沖電路、主鎖存器、從鎖存器、第一反相器電路和第二反相器電路組成，有四個輸入端和兩個輸出端，四個輸入端分別是CK即時鐘信號輸入端、D即數據信號輸入端、SE即掃描控制信號輸入端和SI即掃描數據輸入端；兩個輸出端分別是Q和QN，Q和QN輸出一對相反的數據信號；時鐘電路有一個輸入端和兩個輸出端，輸入端為CK，輸出端為C、CN；時鐘電路為一個兩級反相器，由第一級反相器和第二級反相器組成；第一級反相器由第一PMOS管和第一NMOS管組成，第一PMOS管的柵極Pg1連接CK，漏極Pd1連接第一NMOS管的漏極Nd1，并作為時鐘電路的一個輸出端CN；第一NMOS管的柵極Ng1連接CK，漏極Nd1連接Pd1；第二級反相器由第二PMOS管和第二NMOS管組成，第二PMOS管的柵極Pg2連接CN，漏極Pd2連接第二NMOS管的漏極Nd2，并作為時鐘電路的另一個輸出端C；第二NMOS管的柵極Ng2連接CN，漏極Nd2連接Pd2；第一PMOS管和第二PMOS管的襯底連接電源VDD，源極Ps1、Ps2連接電源VDD；第一NMOS管和第二NMOS管的襯底接地VSS，源極Ns1、Ns2也接地VSS；掃描控制緩沖電路有一個輸入端和一個輸出端，輸入端為SE，輸出端為SEN；掃描控制緩沖電路由第三PMOS管和第三NMOS管組成，第三PMOS管的襯底和源極Ps3均連接電源VDD，第三NMOS管的襯底和源極Ns3均接地VSS；第三PMOS管的柵極Pg3連接SE，漏極Pd3連接第三NMOS管的漏極Nd3，并作為掃描控制電路的輸出端SEN；第三NMOS管的柵極Ng3連接SE，漏極Nd3連接Pd3；第一反相器電路有一個輸入端和一個輸出端，輸入端為SO，輸出端為QN；第一反相器電路由第三十PMOS管和第三十NMOS管組成；第三十PMOS管的襯底和源極Ps30均連接電源VDD，第三十NMOS管的襯底和源極Ns30均接地VSS；第三十PMOS管的柵極Pg30連接SO，漏極Pd30連接第三十NMOS管的漏極Nd30，并作為第一反相器的輸出端QN；第三十NMOS管的柵極Ng30連接SO，漏極Nd30連接Pd30；第二反相器電路有一個輸入端和一個輸出端，輸入端為SON，輸出端為Q；第二反相器電路由第三十一PMOS管和第三十一NMOS管組成；第三十一PMOS管的襯底和源極Ps31均連接電源VDD，第三十一NMOS管的襯底和源極Ns31均接地VSS；第三十一PMOS管的柵極Pg31連接SON，漏極Pd31連接第三十一NMOS管的漏極Nd31，并作為第二反相器的輸出端Q；第三十一NMOS管的柵極Ng31連接SON，漏極Nd31連接Pd31；主鎖存器和從鎖存器均為冗余加固的鎖存器，主鎖存器中包括掃描結構，主鎖存器和從鎖存器前后串聯，并均與時鐘電路連接，主鎖存器又與掃描控制緩沖電路連接，從鎖存器還分別與第一反相器電路和第二反相器電路連接；其特征在于主鎖存器有六個輸入端和一個輸出端，六個輸入端為D、C、CN、SE、SEN、SI，一個輸出端為MO；主鎖存器由十六個PMOS管和十六個NMOS管組成，主鎖存器中所有PMOS管的襯底連接電源VDD，所有NMOS管的襯底接地VSS；第四PMOS管的柵極Pg4連接SI，漏極Pd4連接第五PMOS管的源極Ps5，源極Ps4連接電源VDD；第五PMOS管的柵極Pg5連接SEN，漏極Pd5連接第八PMOS管的源極Ps8，源極Ps5連接Pd4；第六PMOS管的柵極Pg6連接SE，漏極Pd6連接第七PMOS管的源極Ps7，源極Ps6連接電源VDD；第七PMOS管的柵極Pg7連接D，漏極Pd7連接Ps8，源極Ps7連接Pd6；第八PMOS管的柵極Pg8連接C，漏極Pd8連接第四NMOS管的漏極Nd4，源極Ps8連接Pd5；第九PMOS管的柵極Pg9連接SI，漏極Pd9連接第十PMOS管的源極Ps10，源極Ps9連接電源VDD；第十PMOS管的柵極Pg10連接SEN，漏極Pd10連接第十三PMOS管的源極Ps13，源極Ps10連接Pd9；第十一PMOS管的柵極Pg11連接SE，漏極Pd11連接第十二PMOS管的源極Ps12，源極Ps11連接電源VDD；第十二PMOS管的柵極Pg12連接D，漏極Pd12連接第十三PMOS管的源極Ps13，源極Ps12連接Pd11；第十三PMOS管的柵極Pg13連接C，漏極Pd13連接第九NMOS管的漏極Nd9，源極Ps13連接Pd10；第十四PMOS管的柵極Pg14連接Pd8，漏極Pd14連接第十四NMOS管的漏極Nd14，并作為主鎖存器的輸出端MO，源極Ps14連接電源VDD；第十五PMOS管的柵極Pg15連接Pd13，漏極Pd15連接第十五NMOS管的漏極Nd15，源極Ps15連接電源VDD；第十六PMOS管的柵極Pg16連接Pd15，漏極Pd16連接第十七PMOS管的源極Ps17，源極Ps16連接電源VDD；第十七PMOS管的柵極Pg17連接CN，漏極Pd17連接第十六NMOS管的漏極Nd16，源極Ps17連接Pd16；第十八PMOS管的柵極Pg18連接Pd14，漏極Pd18連接第十九PMOS管的源極Ps19，源極Ps18連接電源VDD；第十九PMOS管的柵極Pg19連接CN，漏極Pd19連接第十八NMOS管的漏極Nd18，源極Ps19連接Pd18；第四NMOS管的柵極Ng4連接CN，漏極Nd4連接Pd8，源極Ns4連接第五NMOS管的漏極Nd5；第五NMOS管的柵極Ng5連接SE，漏極Nd5連接Ns4，源極Ns5連接第六NMOS管的漏極Nd6；第六NMOS管的柵極Ng6連接SI，漏極Nd6連接Ns5，源極Ns6接地VSS；第七NMOS管的柵極Ng7連接D，漏極Nd7連接Ns4，源極Ns7連接第八NMOS管的漏極Nd8；第八NMOS管的柵極Ng8連接SEN，漏極Nd8連接Ns7，源極Ns8接地VSS；第九NMOS管的柵極Ng9連接CN，漏極Nd9連接Pd13，源極Ns9連接第十NMOS管的漏極Nd10；第十NMOS管的柵極Ng10連接SE，漏極Nd10連接Ns9，源極Ns10連接第十一NMOS管的漏極Nd11；第十一NMOS管的柵極Ng11連接SI，漏極Nd11連接Ns10，源極Ns11接地VSS；第十二NMOS管的柵極Ng12連接D，漏極Nd12連接Ns9，源極Ns12連接第十三NMOS管的漏極Nd13；第十三NMOS管的柵極Ng13連接SEN，漏極Nd13連接Ns12，源極Ns13接地VSS；第十四NMOS管的柵極Ng14連接Pd13，漏極Nd14連接Pd14，源極Ns14接地VSS；第十五NMOS管的柵極Ng15連接Pd8，漏極Nd15連接Pd15，源極Ns15接地VSS；第十六NMOS管的柵極Ng16連接C，漏極Nd16連接Pd17，源極Ns16連接第十七NMOS管的漏極Nd17；第十七NMOS管的柵極Ng17連接Pd14，漏極Nd17連接Ns16，源極Ns17接地VSS；第十八NMOS管的柵極Ng18連接C，漏極Nd18連接Pd19，源極Ns18連接第十九NMOS管的漏極Nd19；第十九NMOS管的柵極Ng19連接Pd15，漏極Nd19連接Ns18，源極Ns19接地VSS；第四PMOS管、第五PMOS管、第六PMOS管以及第五NMOS管、第六NMOS管、第八NMOS管組成主鎖存器中的掃描結構；從鎖存器有三個輸入端和兩個輸出端，三個輸入端為MO、C、CN，兩個輸出端為SO、SON；從鎖存器由十個PMOS管和十個NMOS管組成，從鎖存器中所有PMOS管的襯底連接電源VDD，所有NMOS管的襯底接地VSS；第二十PMOS管的柵極Pg20連接MO，漏極Pd20連接第二十一PMOS管的源極Ps21，源極Ps20連接電源VDD；第二十一PMOS管的柵極Pg21連接CN，漏極Pd21連接第二十NMOS管的漏極Nd20，源極Ps21連接Pd20；第二十二PMOS管的柵極Pg22連接MO，漏極Pd22連接第二十三PMOS管的源極Ps23，源極Ps22連接電源VDD；第二十三PMOS管的柵極Pg23連接CN，漏極Pd23連接第二十二NMOS管的漏極Nd22，源極Ps23連接Pd22；第二十四PMOS管的柵極Pg24連接Pd23，漏極Pd24連接第二十四NMOS管的漏極Nd24并作為從鎖存器的一個輸出端SO，源極Ps24連接電源VDD；第二十五PMOS管的柵極Pg25連接Pd21，漏極Pd25連接第二十五NMOS管的漏極Nd25，源極Ps25連接電源VDD；第二十六PMOS管的柵極Pg26連接Pd25，漏極Pd26連接第二十七PMOS管的源極Ps27，源極Ps26連接電源VDD；第二十七PMOS管的柵極Pg27連接C，漏極Pd27連接第二十六NMOS管的漏極Nd26，源極Ps27連接Pd26；第二十八PMOS管的柵極Pg28連接Pd24，漏極Pd28連接第二十九PMOS管的源極Ps29，源極Ps28連接電源VDD；第二十九PMOS管的柵極Pg29連接C，漏極Pd29連接第二十八NMOS管的漏極Nd28并作為從鎖存器的另一個輸出端SON，源極Ps29連接Pd28；第二十NMOS管的柵極Ng20連接C，漏極Nd20連接Pd21，源極Ns20連接第二十一NMOS管的漏極Nd21；第二十一NMOS管的柵極Ng21連接MO，漏極Nd21連接Ns20，源極Ns21接地VSS；第二十二NMOS管的柵極Ng22連接C，漏極Nd22連接Pd23，源極Ns22連接第二十三NMOS管的漏極Nd23；第二十三NMOS管的柵極Ng23連接MO，漏極Nd23連接Ns22，源極Ns23接地VSS；第二十四NMOS管的柵極Ng24連接Pd21，漏極Nd24連接Pd24，源極Ns24接地VSS；第二十五NMOS管的柵極Ng25連接Pd23，漏極Nd25連接Pd25，源極Ns25接地VSS；第二十六NMOS管的柵極Ng26連接CN，漏極Nd26連接Pd27，源極Ns26連接第二十七NMOS管的漏極Nd27；第二十七NMOS管的柵極Ng27連接Pd24，漏極Nd27連接Ns26，源極Ns27接地VSS；第二十八NMOS管的柵極Ng28連接CN，漏極Nd28連接Pd29，源極Ns28連接第二十九NMOS管的漏極Nd29；第二十九NMOS管的柵極Ng29連接Pd25，漏極Nd29連接Ns28，源極Ns29接地VSS。