System.ArgumentOutOfRangeException: 索引和长度必须引用该字符串内的位置。 参数名: length 在 System.String.Substring(Int32 startIndex, Int32 length) 在 zhuanliShow.Bind() 一种17T抗辐照SRAM存储单元电路与工作方法技术_技高网

一种17T抗辐照SRAM存储单元电路与工作方法技术

技术编号:42907267 阅读:17 留言:0更新日期:2024-09-30 15:24
一种17T抗辐照SRAM存储单元电路与工作方法,涉及集成电路设计技术领域,解决现有抗辐照SRAM存储电路存在功耗较大、稳定性较差的问题;包括6个PMOS晶体管、11个NMOS晶体管,设有节点P、节点Q、节点PB、节点QB,本发明专利技术所述的存储单元采用堆叠结构,降低了电路的泄漏电流,大幅度降低了电路功耗,存储结构采用完全对称的两个稳定结构相互锁存,增加了电路的稳定性;本发明专利技术采用极性设计的加固方式,使得单元只存在三个敏感节点,从而减少了节点的翻转概率,提高单元整体的稳定性,并且在面对任意单节点的翻转,可以有效的阻碍错误的传播,最后恢复错误节点,使得本发明专利技术具有单节点自恢复的能力。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及集成电路设计,具体涉及一种17t抗辐照sram存储单元电路与工作方法。


技术介绍

1、在辐射环境中,电子器件会因外部高能带电粒子(如中子、质子、α粒子或重离子)的单次作用而产生瞬时或永久性故障或性能变化。当入射粒子与半导体物质相互作用时,会引发电离效应,即从原子中释放出电子和空穴,这可能导致sram等具有存储功能的电子元件中存储数据发生翻转,这种现象也被称为单粒子翻转效应。sram作为中央处理器(cpu)与内部存储器之间的桥梁,在通信、航空航天、医疗等领域广泛应用,目前已经提出了多种具有抗辐照能力的sram设计,但这些设计在稳定性和功耗之间仍存在一些不均衡的问题。

2、随着晶体管特征尺寸的不断减小,进一步降低电源电压和节点电容,在太空等复杂辐射环境中芯片极易受到辐射影响而发生单粒子效应。目前静态随机存储器在微处理器中的面积达到了整体30%~60%,sram的稳定性以及功耗对整个芯片来说十分重要,尽管已经提出了多种抗辐照存储单元加固设计,但功耗和稳定性上面仍会存在某一方面不足。

3、申请公开号为cn114496026a的专利技术专利申请公开了了一种基于极性加固技术的抗辐照sram存储电路,包括八个nmos晶体管和六个pmos晶体管,pmos晶体管p3和p4交叉耦合,nmos晶体管n3、n4和pmos晶体管p1、p2作为上拉管,nmos晶体管n1、n2、n5、n6作为下拉管;两个主存储节点q与qn通过nmos晶体管n8与n7分别与第一位线bl和blb连接,两个冗余存储节点s1与s0通过pmos晶体管p6与p5分别与第一位线bl和blb连接,nmos晶体管n7、n8由第一字线wl控制,pmos晶体管p5、p6由第一字线wlb控制。对比文件所述电路能够提高sram存储单元的稳定性,并提高单元抗单粒子翻转能力;但对比文件单个节点仍存在翻转的可能,而翻转后很容易对其他节点产生影响,同时,对比文件的通用性较差,需要更改经典管尺寸来阻止部分出现错误节点的传播,功耗消耗较大。


技术实现思路

1、本专利技术所要解决的技术问题在于现有抗辐照sram存储电路存在功耗较大、稳定性较差的问题。

2、本专利技术是通过以下技术方案解决上述技术问题的:

3、一种17t抗辐照sram存储单元电路,包括:6个pmos晶体管、11个nmos晶体管,所述6个pmos晶体管依次记为p1-p6,所述11个nmos晶体管依次记为n1-n11,其中:

4、nmos晶体管n1的源极与nmos晶体管的n2的漏极、nmos晶体管n10的漏极、nmos晶体管n6的栅极、nmos晶体管n8的栅极、pmos晶体管p4的栅极、pmos晶体管p5的栅极连接;nmos晶体管n1的栅极与nmos晶体管n3的漏极、nmos晶体管n9的漏极、nmos晶体管n7的栅极、pmos晶体管p3的漏极、pmos晶体管p6的栅极连接;nmos晶体管n1的漏极与pmos晶体管p1的漏极连接;nmos晶体管n2的源极与nmos晶体管n4的源极、nmos晶体管n6的源极、nmos晶体管n8的源极连接接gnd;nmos晶体管n2的栅极与nmos晶体管n4的栅极、nmos晶体管n5的源极、nmos晶体管n6的漏极、pmos晶体管p1的栅极、pmos晶体管p2的栅极连接;nmos晶体管n3的源极与nmos晶体管n4的漏极连接;nmos晶体管n3的栅极与nmos晶体管n5的栅极、nmos晶体管n7的漏极、nmos晶体管n11的漏极、pmos晶体管p3的栅极、pmos晶体管p6的漏极连接;nmos晶体管n5的漏极与pmos晶体管p4的漏极连接;nmos晶体管n7的源极与nmos晶体管n8的漏极连接;nmos晶体管n9的源极与nmos晶体管n10的源极、第一位线bl连接;nmos晶体管n9的栅极与nmos晶体管n11的栅极、第一字线wl连接;nmos晶体管n10的栅极与第二字线wwl连接;nmos晶体管n11的源极与第二位线blb连接;pmos晶体管p1的源极与pmos晶体管p2的源极、pmos晶体管p4的源极、pmos晶体管p5的源极连接接电源vdd;pmos晶体管p2的漏极与pmos晶体管p3的源极连接;;pmos晶体管p5的漏极与pmos晶体管p6的源极连接。

5、本专利技术所提出单元采用堆叠结构,降低了电路的泄漏电流,大幅度降低了电路功耗,存储结构采用完全对称的两个稳定结构相互锁存,增加了电路的稳定性。同时上述设计使得本专利技术在实现任意单节点翻转的自恢复的同时,具有较低的功耗,进一步的减少功耗。并且本专利技术采用极性设计的加固方式,使得单元只存在三个敏感节点,从而减少了节点的翻转概率,提高单元整体的稳定性。本专利技术面对任意单节点的翻转,可以有效的阻碍错误的传播,最后恢复错误节点,使得本专利技术具有单节点自恢复的能力。

6、优选的,在nmos晶体管n1的源极、nmos晶体管的n2的漏极、nmos晶体管n10的漏极、nmos晶体管n6的栅极、nmos晶体管n8的栅极、pmos晶体管p4的栅极、pmos晶体管p5的栅极连接所在线路上设有节点p。

7、优选的,在nmos晶体管n2的栅极、nmos晶体管n4的栅极、nmos晶体管n5的源极、nmos晶体管n6的漏极、pmos晶体管p1的栅极、pmos晶体管p2的栅极连接所在线路上设有节点pb。

8、优选的,在nmos晶体管n1的栅极、nmos晶体管n3的漏极、nmos晶体管n9的漏极、nmos晶体管n7的栅极、pmos晶体管p3的漏极、pmos晶体管p6的栅极连接所在线路上设有节点q。

9、优选的,在nmos晶体管n3的栅极、nmos晶体管n5的栅极、nmos晶体管n7的漏极、nmos晶体管n11的漏极、pmos晶体管p3的栅极、pmos晶体管p6的漏极连接所在线路上设有节点qb。

10、一种17t抗辐照sram存储单元电路工作方法,在写操作阶段:

11、当对存储单元进行写‘1’操作时,此时第一位线bl被预充到高电平‘1’,第二位线blb被放电低电平‘0’,当第一字线wl与第二字线wwl变为高电平时,写操作开始,三个传输nmos晶体管n9、nmos晶体管n10和nmos晶体管n11均导通,节点q和节点p被写入‘1’,节点qb被写入‘0’,节点pb处于不定态,此时nmos晶体管n5的栅极接低电平,pmos晶体管p4的栅极接高电平,两者均不导通,nmos晶体管n6栅极接节点p为高电平,因此该晶体管处于导通状态,节点pb被写入‘0’,此时四个节点均有相应的值,数据写入操作完成。

12、在保持阶段:

13、第一位线bl和第二位线blb会被预充到高电平,此时第一字线wl和第二字线wwl处于低电平,nmos晶体管n9、nmos晶体管n10、nmos晶体管n11不导通,节点与位线被隔开;假设此时存储的值为‘1’,即节点q和p为‘1’,节点qb和pb为‘0’,节点p通过nmos晶体管n6驱动节点pb,节点p和节点q通过pmos晶体管本文档来自技高网...

【技术保护点】

1.一种17T抗辐照SRAM存储单元电路,其特征在于,包括:6个PMOS晶体管、11个NMOS晶体管,所述6个PMOS晶体管依次记为P1-P6,所述11个NMOS晶体管依次记为N1-N11,其中:

2.根据权利要求1所述的一种17T抗辐照SRAM存储单元电路,其特征在于,在NMOS晶体管N1的源极、NMOS晶体管的N2的漏极、NMOS晶体管N10的漏极、NMOS晶体管N6的栅极、NMOS晶体管N8的栅极、PMOS晶体管P4的栅极、PMOS晶体管P5的栅极连接所在线路上设有节点P。

3.根据权利要求1所述的一种17T抗辐照SRAM存储单元电路,其特征在于,在NMOS晶体管N2的栅极、NMOS晶体管N4的栅极、NMOS晶体管N5的源极、NMOS晶体管N6的漏极、PMOS晶体管P1的栅极、PMOS晶体管P2的栅极连接所在线路上设有节点PB。

4.根据权利要求1所述的一种17T抗辐照SRAM存储单元电路,其特征在于,在NMOS晶体管N1的栅极、NMOS晶体管N3的漏极、NMOS晶体管N9的漏极、NMOS晶体管N7的栅极、PMOS晶体管P3的漏极、PMOS晶体管P6的栅极连接所在线路上设有节点Q。

5.根据权利要求1所述的一种17T抗辐照SRAM存储单元电路,其特征在于,在NMOS晶体管N3的栅极、NMOS晶体管N5的栅极、NMOS晶体管N7的漏极、NMOS晶体管N11的漏极、PMOS晶体管P3的栅极、PMOS晶体管P6的漏极连接所在线路上设有节点QB。

6.一种17T抗辐照SRAM存储单元电路工作方法,其特征在于,在写操作阶段:

7.根据权利要求6所述的一种17T抗辐照SRAM存储单元电路工作方法,其特征在于,在保持阶段:

8.根据权利要求7所述的一种17T抗辐照SRAM存储单元电路工作方法,其特征在于,在读取阶段:

9.一种电子设备,包括存储器以及处理器,其特征在于,所述存储器用于存储支持处理器执行权利要求6至8任一项所述一种17T抗辐照SRAM存储单元电路工作方法的程序,所述处理器被配置为用于执行所述存储器中存储的程序。

10.一种存储介质,存储介质上存储有计算机程序,其特征在于,所述计算机程序被处理器运行时执行权利要求6至8任一项所述一种17T抗辐照SRAM存储单元电路工作方法的步骤。

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【技术特征摘要】

1.一种17t抗辐照sram存储单元电路,其特征在于,包括:6个pmos晶体管、11个nmos晶体管,所述6个pmos晶体管依次记为p1-p6,所述11个nmos晶体管依次记为n1-n11,其中:

2.根据权利要求1所述的一种17t抗辐照sram存储单元电路,其特征在于,在nmos晶体管n1的源极、nmos晶体管的n2的漏极、nmos晶体管n10的漏极、nmos晶体管n6的栅极、nmos晶体管n8的栅极、pmos晶体管p4的栅极、pmos晶体管p5的栅极连接所在线路上设有节点p。

3.根据权利要求1所述的一种17t抗辐照sram存储单元电路,其特征在于,在nmos晶体管n2的栅极、nmos晶体管n4的栅极、nmos晶体管n5的源极、nmos晶体管n6的漏极、pmos晶体管p1的栅极、pmos晶体管p2的栅极连接所在线路上设有节点pb。

4.根据权利要求1所述的一种17t抗辐照sram存储单元电路,其特征在于,在nmos晶体管n1的栅极、nmos晶体管n3的漏极、nmos晶体管n9的漏极、nmos晶体管n7的栅极、pmos晶体管p3的漏极、pmos晶体管p6的栅极...

【专利技术属性】
技术研发人员:王翊王婧逸巩胜霞柏娜许耀华高东升许祥妹安康孙鹏
申请(专利权)人:江淮前沿技术协同创新中心
类型:发明
国别省市:

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