[發明專利]抗輻射加固的靜態隨機存取儲存器

在審

• 申請號: 201510915575.0
• 申請日: 2015-12-10
• 公開（公告）號: CN105336362A
• 公開（公告）日: 2016-02-17
• 發明（設計）人: 郭靖;朱磊;高金轉;樊劉華;宋瑞佳;樊磊;劉文怡;熊繼軍
• 申請（專利權）人: 中北大學;齊齊哈爾大學
• 主分類號: G11C11/413
• 分類號: G11C11/413
• 代理公司: 哈爾濱市松花江專利商標事務所 23109
• 代理人: 岳泉清

技術領域

本發明涉及集成電路設計，具體為抗輻射加固電路領域中的抗單粒子翻轉效應的靜態隨機存取儲存器存儲單元設計。

背景技術

隨著集成電路工藝技術的進步，靜態隨機存取儲存器(StaticRandomAccessMemory,SRAM)已經更對空間和自然輻射環境下的輻射粒子敏感。一次粒子輻射將會由于電荷共享效應而導致存儲單元多個節點發生翻轉，從而進一步降低存儲器的可靠性。因此，需要對現代納米存儲器進行抗多節點翻轉加固保護。在本發明中，主要是采用抗輻射加固設計(Radiation-Hardening-By-Design，RHBD)技術來對SRAM單元進行的抗單粒子翻轉(SingleEventUpset,SEU)的加固。

發明內容

本發明是為了解決現有的靜態隨機存取儲存器對空間和自然輻射環境下的輻射粒子敏感，導致可靠性差的問題。現提供抗輻射加固的靜態隨機存取儲存器。

抗輻射加固的靜態隨機存取儲存器，它包括一號PMOS晶體管P1、二號PMOS晶體管P2、三號PMOS晶體管P3、四號PMOS晶體管P4、存取晶體管、七號PMOS晶體管P7、八號PMOS晶體管P8、一號NMOS晶體管N1、二號NMOS晶體管N2、三號NMOS晶體管N3、四號NMOS晶體管N4、一號位線BLN、二號位線BL和字線WL，

存取晶體管包括五號PMOS晶體管P5和六號PMOS晶體管P6，

六號PMOS晶體管P6的漏極連接在二號位線BL上，六號PMOS晶體管P6的源極同時連接四號PMOS晶體管P4的漏極、二號PMOS晶體管P2的柵極、二號NMOS晶體管N2的柵極、三號PMOS晶體管P3的柵極和八號PMOS晶體管P8的源極，

供電電源VDD同時連接四號PMOS晶體管P4的源極、二號PMOS晶體管P2的源極、三號PMOS晶體管P3的源極和一號PMOS晶體管P1的源極，

四號PMOS晶體管P4的柵極同時連接四號NMOS晶體管N4的柵極、二號PMOS晶體管P2的漏極、一號PMOS晶體管P1的柵極、五號PMOS晶體管P5的源極和七號PMOS晶體管P7的源極，

五號PMOS晶體管P5的柵極和六號PMOS晶體管P6的柵極均連接在字線WL上，五號PMOS晶體管P5的漏極連接在一號位線BLN上，

八號PMOS晶體管P8的漏極連接四號NMOS晶體管N4的漏極，電源地同時連接四號NMOS晶體管N4的源極、三號NMOS晶體管N3的源極、一號NMOS晶體管N1的源極和二號NMOS晶體管N2的源極，

二號NMOS晶體管N2的漏極連接七號PMOS晶體管P7的漏極，

七號PMOS晶體管P7的柵極同時連接一號NMOS晶體管N1的柵極、三號PMOS晶體管P3的源極和三號NMOS晶體管N3的漏極，七號PMOS晶體管P7的柵極、三號NMOS晶體管N3的漏極和三號PMOS晶體管P3的漏極之間的線路節點為節點S0，

八號PMOS晶體管P8的柵極同時連接三號NMOS晶體管N3的柵極、一號PMOS晶體管P1的漏極和一號NMOS晶體管N1的漏極，八號PMOS晶體管P8的柵極、一號PMOS晶體管P1的漏極和一號NMOS晶體管N1的漏極之間的線路節點為節點S1。

本發明的有益效果為：采用12個晶體管構成一個抗輻射加固的靜態隨機存取儲存器的結構，其中，PMOS晶體管有8個，分別是P1、P2、P3、P4、P5、P6、P7和P8；NMOS晶體管有4個，分別是N1、N2、N3和N4。PMOS晶體管P5和P6是存取晶體管，分別連接兩個位線BLN和BL，同時它們由字線WL來控制開關操作。設計的RHBDSRAM存儲單元的輸出節點是Q節點和QN節點，其中Q節點通過PMOS存取晶體管P6與位線BL相連接，而QN節點通過PMOS存取晶體管P5與位線BLN相連接。該靜態隨機存取儲存器的結構能夠有效的對單節點翻轉和多節點翻轉進行容錯保護和抗輻射加固，從而提高系統的可靠性，與現有的存取儲存器相比可靠性提高了3倍以上，并且有效地降低甚至消除SEU效應在存儲器中的影響。它的面積和功耗消耗較低，對電路系統性能影響較小。

附圖說明

圖1為具體實施方式一所述的抗輻射加固的靜態隨機存取儲存器的原理示意圖，

圖2為抗輻射加固的靜態隨機存取儲存器的讀、寫和存操作波形圖，