[發明專利]帶反饋校正的冗余結構

有效

• 申請號: 202010465118.7
• 申請日: 2020-05-27
• 公開（公告）號: CN111525919B
• 公開（公告）日: 2023-09-26
• 發明（設計）人: 王福;楊海玲
• 申請（專利權）人: 上海微阱電子科技有限公司
• 主分類號: H03K19/003
• 分類號: H03K19/003
• 代理公司: 上海天辰知識產權代理事務所(特殊普通合伙) 31275
• 代理人: 陶金龍;張磊

本發明提供一種帶反饋校正的冗余結構。所述冗余結構包括冗余模塊和反饋刷新模塊，冗余模塊的多條冗余路徑上設置有待加固單元，冗余模塊用于獲得相應待加固單元的冗余輸出信號，并對全部冗余輸出信號進行多數表決以得到加固輸出信號，反饋刷新模塊接收各個冗余輸出信號，進行檢測后向各條冗余路徑輸出相應的反饋信號，當反饋信號表征異常時，冗余模塊將與反饋信號對應的一條冗余路徑輸出信號重置為當前加固輸出信號。冗余結構在少數冗余路徑輸出信號出錯時，及時對出錯的冗余路徑輸出信號進行重置，避免了冗余路徑輸出信號的錯誤累積，且未出錯的冗余路徑輸入信號可以正常更新。

技術領域

本發明涉及半導體集成電路技術領域，尤其涉及一種帶反饋校正的冗余結構。

背景技術

當集成電路器件工作在惡劣環境下時，電路中有可能出現邏輯錯誤，主要包括組合邏輯產生毛刺和時序邏輯電路發生狀態翻轉，進而可能會導致芯片整體邏輯功能出現錯誤。因此，研究出一種能夠有效應對集成電路器件在惡劣環境下出現邏輯錯誤的方法就顯得極為重要。

常用的應對方法是采用三模冗余結構。其基本思想是將待加固單元復制三份，再對三個輸出結果進行多數表決后輸出，這樣即使有一個單元出錯電路依然可以正常工作。但這種結構存在一個較為嚴重的問題。例如，當三模冗余結構中某一路數據出現錯誤時，其錯誤數據被數據存儲單元鎖存而一直保持。若經過較長一段時間之后，三條冗余路徑中有第二路數據也出現了錯誤，此時經過多數表決器表決之后就會輸出錯誤的結果。

為此，劉家齊等人在中國專利CN108055031A中提出了一種自恢復抗單粒子軟錯誤累積的三模冗余結構。相比于傳統的三模冗余結構，電路中增加了一個檢錯電路。當檢錯電路發現三路冗余結構的輸出結果不一致時，就根據表決電路輸出的正確結果對三個觸發器進行復位或置位操作。此方法可以在電路出現錯誤時將電路當前輸出結果保持一個時鐘周期，從而就避免了將錯誤數據在觸發器內部繼續保持。此方法適用于數據不經常刷新的地方，如寄存器模塊，但是此加固結構也存在不足。例如，當將此三模冗余結構用于內部寄存器數據經常變化的模塊時，當其中某條冗余路徑出現了邏輯錯誤，此三模冗余結構會將多數表決結果反饋給三個觸發器，即讓多數表決結果保持一個時鐘周期。若此時輸入數據剛好發生了變化，此時由于三個觸發器全部被上一拍的數據刷新，而不是接收輸入端的正確數據，則三條冗余路徑數據全部出錯，此時電路功能也會出錯。

發明內容

本發明提供一種帶反饋校正的冗余結構，目的在于避免冗余結構中各路冗余輸出信號的錯誤累積，同時不影響各條冗余路徑輸入端信號的數據更新。

為達到上述目的，本發明一方面提供一種帶反饋校正的冗余結構，包括冗余模塊，所述冗余模塊包括多條冗余路徑，各條冗余路徑上均設置有一待加固單元，所述冗余模塊用于獲得相應待加固單元的冗余輸出信號，并對全部所述冗余輸出信號進行多數表決以得到加固輸出信號；以及

反饋刷新模塊，所述反饋刷新模塊接收各個所述冗余輸出信號，進行檢測后向各條所述冗余路徑輸出相應的反饋信號，當所述反饋信號表征異常時，表示相應冗余路徑輸出信號出錯；

其中，所述冗余模塊將與表征異常的所述反饋信號所對應的冗余路徑的輸出信號重置為所述加固輸出信號。

可選的，所述冗余模塊包括多數表決單元以及設置于各條所述冗余路徑的組合邏輯單元、選擇單元和數據存儲單元；冗余結構輸入信號從所述組合邏輯單元的輸入端輸入，所述組合邏輯單元的輸出端與所述選擇單元的一個輸入端相連接，所述選擇單元的另一個輸入端與所述多數表決單元的輸出端相連接，所述選擇單元的控制端與所述反饋刷新模塊的相應的輸出端連接，以獲得對應的反饋信號，所述選擇單元的輸出端與所述數據存儲單元的一個輸入端連接，各個所述數據存儲單元的輸出端與所述多數表決單元及所述反饋刷新模塊相應的輸入端連接；在所述反饋信號表征異常時，所述選擇單元向所述數據存儲單元輸出所述加固輸出信號。

可選的，所述冗余模塊為三模冗余模塊，所述冗余模塊利用三條冗余路徑分別獲得相應待加固電單元的冗余輸出信號。