【技術實現步驟摘要】
本專利技術涉及單粒子瞬態效應檢測，具體涉及一種納米集成電路中單粒子瞬態脈沖檢測電路。
技術介紹
1、單粒子瞬態效應（single?event?transient，set）是指在微電子器件中，由于單個粒子的能量轉移，導致器件輸出信號的瞬時變化。在空間輻照環境中，當高能粒子轟擊器件材料時，會與材料原子的核外電子發生電離作用，產生大量載流子（電子空穴對）。這些載流子被敏感電極收集后，會引起電路狀態的改變，從而產生單粒子瞬態效應。單粒子瞬態效應的產生與高能粒子撞擊器件時的能量轉移有關。粒子的能量會被轉移到器件中的電子，導致電子的能量增加，或者電子被激發到高能級狀態。這些現象會導致器件的輸出信號瞬時變化，甚至引起故障。
2、單粒子瞬態效應具有瞬態性，即效應的產生和消失都很快，通常在微秒或納秒級別。此外，該效應還具有隨機性和不可預測性，因為高能粒子的撞擊是隨機的，無法準確預測其發生的時間和位置。在頻率較高的數字集成電路中，單粒子瞬態效應可能導致電路狀態的改變，從而影響電路的正常工作，對系統的穩定性和可靠性構成威脅。
3、隨著半導體技術的不斷發展，器件的集成度越來越高，頻率越來越高，應用于空間輻照環境下數字集成電路的單粒子瞬態效應的發生概率也逐漸增加，在納米級集成電路中因為脈寬過窄、瞬時效應難以捕捉等問題，難以對其進行具體的量化和研究。
技術實現思路
1、為了解決納米級集成電路中單粒子瞬態效應脈沖檢測中存在的問題，本專利技術提供了一種納米集成電路中單粒子瞬態脈沖檢測電路，
2、具體的，本專利技術提供了一種納米集成電路中單粒子瞬態脈沖檢測電路，包括：鏈式待測電路、單粒子瞬態脈沖捕獲電路及單粒子瞬態脈沖個數計數電路；其中，
3、所述鏈式待測電路為包含基礎邏輯單元電路和多個緩沖器的測試電路，當單粒子瞬態脈沖信號輸入至所述測試電路后會通過所述緩沖器延遲傳播；
4、所述單粒子瞬態脈沖捕獲電路與所述鏈式待測電路為緊耦合電路，所述單粒子瞬態脈沖捕獲電路中包含多個帶復位的d型鎖存器，當單粒子瞬態脈沖寬度大于緩沖器的傳播延遲時間時，會被所述d型鎖存器捕獲并存儲，從而實現單粒子瞬態脈沖寬度的檢測；
5、所述單粒子瞬態脈沖個數計數電路與所述單粒子瞬態脈沖捕獲電路的復位端連接，所述單粒子瞬態脈沖個數計數電路中包含多個帶復位的d型觸發器組和計數器組；當所述帶復位的d型觸發器組檢測到進入其輸入端的單粒子瞬態脈沖信號時，會向所述計數器組輸入計數信號，由所述計數器組完成計數。
6、作為本專利技術的進一步說明，所述緩沖器末端連接有由兩級鎖存器構成的信號過濾器，其中，第一級鎖存器用于將前級傳播的數據俘獲并保證其信號完整性，第二級鎖存器用于通過單粒子瞬態脈沖信號形成復位信號輸入，從而在測試鏈末端將其中產生的單粒子瞬態脈沖信號過濾掉。
7、作為本專利技術的進一步說明，所述第一級鎖存器的數據輸入接口與第一個緩沖器的輸入端連接，數據輸出接口與所述第二級鎖存器的數據輸入接口連接；所述第二級鎖存器的復位輸入接口與第一個緩沖器的輸出端連接，所述第二級鎖存器的數據輸出接口與第二個緩沖器的輸出端連接；所述第一級鎖存器和所述第二級鎖存器的使能輸入接口均與所述單粒子瞬態脈沖捕獲電路中d型鎖存器的使能輸入接口連接。
8、作為本專利技術的進一步說明，所述單粒子瞬態脈沖捕獲電路包括多組三模冗余的帶復位的d型鎖存器組，每組三模冗余的帶復位的d型鎖存器組的數據輸入接口依次與每個緩沖器的輸出端連接，數據輸出接口均與上位機連接，用于脈沖寬度的統計，使能輸入接口均與信號過濾器的使能輸入接口連接，異步低有效復位輸入接口均與測試電路中第一個緩沖器的輸出端連接。
9、作為本專利技術的進一步說明，每組三模冗余的帶復位的d型鎖存器組中包含三個d型鎖存器及一個多路選擇器，在單組三模冗余的帶復位的d型鎖存器組中：每個所述d型鎖存器的數據輸入接口均與相應的緩沖器的輸出端連接，數據輸出接口均與該組的多路選擇器的輸入端連接，使能輸入接口均與信號過濾器的使能輸入接口連接，異步低有效復位輸入接口均與測試電路中第一個緩沖器的輸出端連接，所述多路選擇器的輸出端均與上位機連接；
10、捕獲的單粒子瞬態脈沖信號在d型鎖存器中存儲并在后級多路選擇器中進行判決，若三個鎖存器中出現兩個以上的單粒子瞬態脈沖信號才能夠被后級多路選擇器捕獲并處理；當三個鎖存器中單一鎖存器中出現故障，則該錯誤會被其后級多路選擇器屏蔽。
11、作為本專利技術的進一步說明，所述帶復位的d型觸發器組和所述計數器組均為三模冗余結構，每組所述帶復位的d型觸發器組分別連接一個計數器。
12、作為本專利技術的進一步說明，每組所述帶復位的d型觸發器組中均包含三個d型觸發器和一個多路選擇器，在單組帶復位的d型觸發器組中：每個所述d型觸發器的輸入接口均連接高電平，輸出接口均與該組的多路選擇器的輸入端連接，下降沿觸發時鐘接口ckn均與所述單粒子瞬態脈沖捕獲電路的復位端連接，低位復位接口rdn均與計數器組的計數指示輸出端連接；該組的多路選擇器的輸出端分別連接對應的計數器輸入端；
13、d型觸發器檢測到的單粒子瞬態脈沖信號在其后級多路選擇器中進行判決，若三個觸發器中出現兩個以上的單粒子瞬態脈沖信號才能夠被后級多路選擇器捕獲并處理；當三個觸發器中單一觸發器中出現故障，則該錯誤會被其后級多路選擇器屏蔽。
14、作為本專利技術的進一步說明，所述計數器組中包含三個計數器和兩個多路選擇器，三個計數器的輸出端均分別連接兩個多路選擇器的輸入端；其中一個多路選擇器用于計數指示信號的判決與輸出，其輸出端與帶復位的d型觸發器組的復位端連接，另一個多路選擇器用于計數結果信號的判決與輸出，其輸出端與上位機連接；
15、計數器輸出的計數指示信號和計數結果信號分別在其后的兩個多路選擇器中進行判決，若三個計數器中輸出兩個以上的計數指示信號或兩個以上的計數結果信號才能夠被其后級的相應多路選擇器捕獲并處理，當三個計數器中單一計數器中出現故障，則該錯誤會被其后級多路選擇器屏蔽。
16、與現有技術相比，本專利技術具有以下有益的技術效果：
17、本專利技術通過設計緊耦合的鏈式待測電路和單粒子瞬態脈沖捕獲電路，將可能出現的錯誤瞬態脈沖信號進行儲存并實現脈沖寬度的準確檢測；通過設計的脈沖個數計數電路，能夠達到在測量單粒子瞬態脈沖寬度的同時測量得到脈沖個數，實現對于納米級集成電路中單粒子瞬態效應的具體量化檢測。
18、本技術方案的其它特征和優點將在隨后的說明書中闡述，并且，部分地從說明書中變得顯而易見，或者通過實施本技術方案而了解。本技術方案的目的和其他優點可通過在所寫的說明書以及附圖中所特別指出的結構來實現和獲得。
19、下面通過附圖和實施例，對本技術方案的技術方案做進一步的詳細描述。
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1.一種納米集成電路中單粒子瞬態脈沖檢測電路，其特征在于，包括：鏈式待測電路、單粒子瞬態脈沖捕獲電路及單粒子瞬態脈沖個數計數電路；其中，
2.如權利要求1所述的納米集成電路中單粒子瞬態脈沖檢測電路，其特征在于，所述緩沖器末端連接有由兩級鎖存器構成的信號過濾器，其中，第一級鎖存器用于將前級傳播的數據俘獲并保證其信號完整性，第二級鎖存器用于通過單粒子瞬態脈沖信號形成復位信號輸入，從而在測試鏈末端將其中產生的單粒子瞬態脈沖信號過濾掉。
3.如權利要求2所述的納米集成電路中單粒子瞬態脈沖檢測電路，其特征在于，所述第一級鎖存器的數據輸入接口與第一個緩沖器的輸入端連接，數據輸出接口與所述第二級鎖存器的數據輸入接口連接；所述第二級鎖存器的復位輸入接口與第一個緩沖器的輸出端連接，所述第二級鎖存器的數據輸出接口與第二個緩沖器的輸出端連接；所述第一級鎖存器和所述第二級鎖存器的使能輸入接口均與所述單粒子瞬態脈沖捕獲電路中D型鎖存器的使能輸入接口連接。
4.如權利要求2所述的納米集成電路中單粒子瞬態脈沖檢測電路，其特征在于，所述單粒子瞬態脈沖捕獲電路包括多組三模冗余的
5.如權利要求4所述的納米集成電路中單粒子瞬態脈沖檢測電路，其特征在于，每組三模冗余的帶復位的D型鎖存器組中包含三個D型鎖存器及一個多路選擇器，在單組三模冗余的帶復位的D型鎖存器組中：每個所述D型鎖存器的數據輸入接口均與相應的緩沖器的輸出端連接，數據輸出接口均與該組的多路選擇器的輸入端連接，使能輸入接口均與信號過濾器的使能輸入接口連接，異步低有效復位輸入接口均與測試電路中第一個緩沖器的輸出端連接，所述多路選擇器的輸出端均與上位機連接；
6.如權利要求1所述的納米集成電路中單粒子瞬態脈沖檢測電路，其特征在于，所述帶復位的D型觸發器組和所述計數器組均為三模冗余結構，每組所述帶復位的D型觸發器組分別連接一個計數器。
7.如權利要求6所述的納米集成電路中單粒子瞬態脈沖檢測電路，其特征在于，每組所述帶復位的D型觸發器組中均包含三個D型觸發器和一個多路選擇器，在單組帶復位的D型觸發器組中：每個所述D型觸發器的輸入接口均連接高電平，輸出接口均與該組的多路選擇器的輸入端連接，下降沿觸發時鐘接口CKN均與所述單粒子瞬態脈沖捕獲電路的復位端連接，低位復位接口RDN均與計數器組的計數指示輸出端連接；該組的多路選擇器的輸出端分別連接對應的計數器輸入端；
8.如權利要求6所述的納米集成電路中單粒子瞬態脈沖檢測電路，其特征在于，所述計數器組中包含三個計數器和兩個多路選擇器，三個計數器的輸出端均分別連接兩個多路選擇器的輸入端；其中一個多路選擇器用于計數指示信號的判決與輸出，其輸出端與帶復位的D型觸發器組的復位端連接，另一個多路選擇器用于計數結果信號的判決與輸出，其輸出端與上位機連接；
...【技術特征摘要】
1.一種納米集成電路中單粒子瞬態脈沖檢測電路，其特征在于，包括：鏈式待測電路、單粒子瞬態脈沖捕獲電路及單粒子瞬態脈沖個數計數電路；其中，
2.如權利要求1所述的納米集成電路中單粒子瞬態脈沖檢測電路，其特征在于，所述緩沖器末端連接有由兩級鎖存器構成的信號過濾器，其中，第一級鎖存器用于將前級傳播的數據俘獲并保證其信號完整性，第二級鎖存器用于通過單粒子瞬態脈沖信號形成復位信號輸入，從而在測試鏈末端將其中產生的單粒子瞬態脈沖信號過濾掉。
3.如權利要求2所述的納米集成電路中單粒子瞬態脈沖檢測電路，其特征在于，所述第一級鎖存器的數據輸入接口與第一個緩沖器的輸入端連接，數據輸出接口與所述第二級鎖存器的數據輸入接口連接；所述第二級鎖存器的復位輸入接口與第一個緩沖器的輸出端連接，所述第二級鎖存器的數據輸出接口與第二個緩沖器的輸出端連接；所述第一級鎖存器和所述第二級鎖存器的使能輸入接口均與所述單粒子瞬態脈沖捕獲電路中d型鎖存器的使能輸入接口連接。
4.如權利要求2所述的納米集成電路中單粒子瞬態脈沖檢測電路，其特征在于，所述單粒子瞬態脈沖捕獲電路包括多組三模冗余的帶復位的d型鎖存器組，每組三模冗余的帶復位的d型鎖存器組的數據輸入接口依次與每個緩沖器的輸出端連接，數據輸出接口均與上位機連接，用于脈沖寬度的統計，使能輸入接口均與信號過濾器的使能輸入接口連接，異步低有效復位輸入接口均與測試電路中第一個緩沖器的輸出端連接。
5.如權利要求4所述的納米集成電路中單粒子瞬態脈沖檢測電路，其特征在于，每...
【專利技術屬性】
技術研發人員：張洵穎，楊帆，趙曉冬，崔媛媛，張海金，
申請(專利權)人：西北工業大學，
類型：發明
國別省市：
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