本發(fā)明屬于D觸發(fā)器技術領域,尤其涉及一種抗單粒子翻轉的D觸發(fā)器。
背景技術:
宇宙空間中存在大量高能粒子(質子、電子、重離子等),集成電路中的時序電路受到這些高能粒子轟擊后,其保持的狀態(tài)有可能發(fā)生翻轉,此效應稱為單粒子翻轉效應,單粒子轟擊集成電路的LET(線性能量轉移)值越高,越容易產生單粒子翻轉效應。集成電路中的組合電路受到這些高能粒子轟擊后,有可能產生瞬時電脈沖,此效應稱為單粒子瞬態(tài)效應,單粒子轟擊集成電路的LET值越高,產生的瞬時電脈沖持續(xù)時間越長,電脈沖越容易被時序電路采集。如果時序電路的狀態(tài)發(fā)生錯誤翻轉,或者單粒子瞬態(tài)效應產生的瞬時電脈沖被時序電路錯誤采集,都會造成集成電路工作不穩(wěn)定甚至產生致命的錯誤,這在航天、軍事領域尤為嚴重。因此,對集成電路進行加固從而減少單粒子翻轉效應和單粒子瞬態(tài)效應越來越重要。
D觸發(fā)器是集成電路中使用最多的時序單元結構之一,其對單粒子翻轉的抗性決定了整個集成電路抗單粒子的能力。在有些集成電路中,需要D觸發(fā)器的狀態(tài)是可控的,比如能夠強制D觸發(fā)器輸入低電平。在現(xiàn)有的D觸發(fā)器的結構基礎上增加信號輸入端和電路,可以實現(xiàn)D觸發(fā)器的結構,能通過信號來控制D觸發(fā)器的功能,但這種可D觸發(fā)器抗單粒子翻轉能力較差,不適合應用于高可靠性的集成電路芯片。
技術實現(xiàn)要素:
本發(fā)明實施例提供了一種抗單粒子翻轉的D觸發(fā)器,旨在解決現(xiàn)有技術中D觸發(fā)器抗單粒子翻轉能力不高的問題。
本發(fā)明實施例提供了一種抗單粒子翻轉的D觸發(fā)器,所述D觸發(fā)器包括:
時鐘信號輸入電路、主鎖存器緩沖電路、從鎖存器緩沖電路、主鎖存器及從鎖存器,所述主鎖存器和所述從鎖存器均為雙模冗余加固的鎖存器;
所述D觸發(fā)器有兩個輸入端和兩個輸出端,兩個所述輸入端分別為時鐘信號輸入端CLK和數據信號輸入端D,兩個所述輸出端分別為第一輸出端Q和第二輸出端QN;
所述時鐘信號輸入電路分別與所述時鐘信號輸入端CLK、所述主鎖存器和所述從鎖存器連接;
所述主鎖存器緩沖電路分別與所述數據信號輸入端D、所述主鎖存器連接;
所述從鎖存器緩沖電路分別與所述主鎖存器、所述從鎖存器連接;
所述從鎖存器還與所述第一輸出端Q及所述第二輸出端QN連接。
從上述本發(fā)明實施例可知,相較于現(xiàn)有技術,本發(fā)明通過在主鎖存器和從鎖存器前增加緩沖電路,提高了D觸發(fā)器的抗單粒子翻轉能力,對主鎖存器和從鎖存器進行雙模冗余加固,即分離成互為冗余的C2MOS電路中的上拉PMOS管和下拉NMOS管,避免了從鎖存器中可能由單粒子瞬態(tài)脈沖導致的反饋回路,對主鎖存器和從鎖存器電路中C2MOS電路進行改進,通過CMOS傳輸門來實現(xiàn)時鐘信號對電路的控制,進一步提高了D觸發(fā)器的抗單粒子翻轉能力。
附圖說明
為了更清楚地說明本發(fā)明實施例或現(xiàn)有技術中的技術方案,下面將對實施例或現(xiàn)有技術描述中所需要使用的附圖作簡單地介紹,顯而易見地,下面描述中的附圖僅僅是本發(fā)明的一些實施例,對于本領域技術人員來講,在不付出創(chuàng)造性勞動性的前提下,還可以根據這些附圖獲得其他的附圖。
圖1是現(xiàn)有技術中的基于DICE結構的C單元電路的電路結構示意圖;
圖2是本發(fā)明第一實施例提供的抗單粒子翻轉的D觸發(fā)器的結構示意圖;
圖3是本發(fā)明第一實施例提供的抗單粒子翻轉的D觸發(fā)器中時鐘信號輸入電路的電路結構示意圖;
圖4是本發(fā)明第一實施例提供的抗單粒子翻轉的D觸發(fā)器中主鎖存器緩沖電路的電路結構示意圖;
圖5是本發(fā)明第一實施例提供的抗單粒子翻轉的D觸發(fā)器中主鎖存器的電路結構示意圖;
圖6是本發(fā)明第一實施例提供的抗單粒子翻轉的D觸發(fā)器中從鎖存器緩沖電路的電路結構示意圖;
圖7是本發(fā)明第一實施例提供的抗單粒子翻轉的D觸發(fā)器中從鎖存器的電路結構示意圖。
具體實施方式
為使得本發(fā)明實施例的發(fā)明目的、特征、優(yōu)點能夠更加的明顯和易懂,下面將結合本發(fā)明實施例中的附圖,對本發(fā)明實施例中的技術方案進行清楚、完整地描述,顯然,所描述的實施例僅僅是本發(fā)明一部分實施例,而非全部實施例。基于本發(fā)明中的實施例,本領域技術人員在沒有做出創(chuàng)造性勞動前提下所獲得的所有其他實施例,都屬于本發(fā)明保護的范圍。
請參閱圖1,圖1為基于DICE結構的C單元電路的電路結構示意圖,該基于DICE結構的C單元電路包括:
第一信號輸入端IN1、第二信號輸入端IN2、信號輸出端OUT、P溝道MOS管MP1、P溝道MOS管MP2、N溝道MOS管MN1、N溝道MOS管MN2。MP1和MP2的襯底接電源VDD(圖中未示出),MN1和MN2的襯底接地(圖中未示出)。
其中,MP1的柵極接第一信號輸入端IN1,源極接電源VDD,漏極接MP2的源極;MP2的柵極接第二信號輸入端IN2,漏極接信號輸出端OUT;MN1的柵極接第一信號輸入端IN1,源極接MN2的漏極,漏極接信號輸出端OUT;MN2的柵極接第二信號輸入端IN2,源極接地。
當C單元電路的第一信號輸入端IN1和第二信號輸入端IN2的邏輯值相同時(都為0或者都為1),信號輸出端OUT提供與第一信號輸入端IN1及第二信號輸入端IN2相反的邏輯值,此時C單元電路表現(xiàn)為反相器;當第一信號輸入端IN1和第二信號輸入端IN2的邏輯值不同時(一個為0而另一個為1),信號輸出端OUT進入保持狀態(tài),提供之前狀態(tài)下的邏輯值。因此,C單元可以用來屏蔽節(jié)點的邏輯翻轉,避免第一信號輸入端IN1或第二信號輸入端IN2的瞬態(tài)邏輯翻轉影響到輸出端OUT。
請參閱圖2,圖2為本發(fā)明第一實施例提供的抗單粒子翻轉的D觸發(fā)器的結構示意圖,該D觸發(fā)器包括:
時鐘信號輸入電路1、主鎖存器緩沖電路2、從鎖存器緩沖電路3、主鎖存器4及從鎖存器5,主鎖存器4和從鎖存器5均為雙模冗余加固的鎖存器。
該D觸發(fā)器有兩個輸入端和兩個輸出端,兩個輸入端分別為時鐘信號輸入端CLK和數據信號輸入端D,兩個輸出端分別為第一輸出端Q和第二輸出端QN。其中,時鐘信號輸入端CLK輸入的時鐘信號為CLK0,數據信號輸入端D輸入的數據信號為D0。
時鐘信號輸入電路分別與時鐘信號輸入端CLK、主鎖存器和從鎖存器連接;主鎖存器緩沖電路分別與數據信號輸入端D、主鎖存器連接;從鎖存器緩沖電路分別與主鎖存器、從鎖存器連接;從鎖存器還與第一輸出端Q及第二輸出端QN連接。
請參閱圖3,圖3為本發(fā)明第一實施例提供的抗單粒子翻轉的D觸發(fā)器中時鐘信號輸入電路的電路結構示意圖,該時鐘信號輸入電路包括:
一個輸入端和一個輸出端,一個輸入端為時鐘信號輸入端CLK,一個輸出端為CLK1。
該時鐘信號輸入電路由第一PMOS管、第二PMOS管、第一NMOS管及第二NMOS管組成。
第一PMOS管、第二PMOS管的襯底接電源VDD(圖中未示出),第一NMOS管、第二NMOS管的襯底接地(圖中未示出)。
第一PMOS管的柵極Pg1連接時鐘信號輸入端CLK,源極Ps1接電源VDD,漏極Pd1連接第二PMOS管的源極Ps2;第二PMOS管的柵極Pg2連接時鐘信號輸入端CLK,漏極Pd2連接CLK1;第一NMOS管的柵極Ng1連接時鐘信號輸入端CLK,源極Ns1連接第二NMOS管的漏極Nd2,漏極Nd1連接CLK1;第二NMOS管的柵極Ng2連接時鐘信號輸入端CLK,源極Ns2接地。
其中,第一PMOS管、第二PMOS管、第一NMOS管及第二NMOS管組成一個C單元的電路。該電路的特性是,當第一PMOS管、第二PMOS管柵極的輸入信號的邏輯值相同時,或者,當第一NMOS管、第二NMOS管柵極的輸入信號的邏輯值相同時,輸出端輸出與輸入信號邏輯值相反的輸出信號;而當第一PMOS管、第二PMOS管柵極的輸入信號的邏輯值不同,或者,當第一NMOS管、第二NMOS管柵極的輸入信號的邏輯值不同時,輸出信號的邏輯值將保持之前的狀態(tài)不發(fā)生變化。這種C單元結構可以保證輸出端CLK1的輸出信號CLK01與輸入端CLK的輸入信號CLK0的邏輯狀態(tài)總是相反,并且不受單粒子效應的影響。
請參閱圖4,圖4為本發(fā)明第一實施例提供的抗單粒子翻轉的D觸發(fā)器中主鎖存器緩沖電路的電路結構示意圖,該主鎖存器緩沖電路包括:
一個輸入端和兩個輸出端,一個輸入端為數據信號輸入端D,兩個輸出端分別為D1和D2。
主鎖存器緩沖電路由第三PMOS管、第四PMOS管、第五PMOS管、第六PMOS管、第七PMOS管、第八PMOS管、第九PMOS管、第十PMOS管、第三NMOS管、第四NMOS管、第五NMOS管、第六NMOS管、第七NMOS管、第八NMOS管、第九NMOS管、第十NMOS管組成。
第三PMOS管、第四PMOS管、第五PMOS管、第六PMOS管、第七PMOS管、第八PMOS管、第九PMOS管、第十PMOS管的襯底接電源VDD(圖中未示出),第三NMOS管、第四NMOS管、第五NMOS管、第六NMOS管、第七NMOS管、第八NMOS管、第九NMOS管、第十NMOS管的襯底接地(圖中未示出)。
第三PMOS管的柵極Pg3連接數據信號輸入端D,源極Ps3接電源VDD,漏極Pd3分別連接第四PMOS管的柵極Pg4、第三NMOS管的漏極Nd3、第四NMOS管的柵極Ng4;第三NMOS管的柵極Ng3連接數據信號輸入端D,源極Ns3接地;第四PMOS管的源極Ps4接電源VDD,漏極Pd4分別連接第五PMOS管的柵極Pg5、第四NMOS管的漏極Nd4、第五NMOS管的柵極Ng5;第四NMOS管源極Ns4接地;第五PMOS管的源極Ps5接電源VDD,漏極Pd5分別連接第六PMOS管的柵極Pg6、第五NMOS管的漏極Nd5、第六NMOS管的柵極Ng6;第五NMOS管源極Ns5接地;第六PMOS管的源極Ps6接電源VDD,漏極Pd6分別連接第六NMOS管的漏極Nd6及D1;第六NMOS管的源極Ns6接地。
第七PMOS管的柵極Pg7連接數據信號輸入端D,源極Ps7接電源VDD,漏極Pd7分別連接第八PMOS管的柵極Pg8、第七NMOS管的漏極Nd7、第十NMOS管的柵極Ng10;第七NMOS管的柵極Ng7分別連接第八PMOS管的漏極Pd8、第九PMOS管的柵極Pg9、第八NMOS管的漏極Nd8,源極Ns7接地;第八PMOS管的源極Ps8接電源VDD;第八NMOS管的柵極Ng8分別連接第九PMOS管的漏極Pd9、第十PMOS管的柵極Pg10、第九NMOS管的漏極Nd9,源極Ns8接地;第九PMOS管的源極Ps9接電源VDD;第九NMOS管的柵極Ng9分別連接第十PMOS管的漏極Pd10、第十NMOS管的漏極Nd10、數據信號輸入端D及D2,源極Ns9接地;第十PMOS管的源極Ps10接電源VDD;第十NMOS管的源極Ns10接地。
該主鎖存器緩沖電路中的第七PMOS管、第八PMOS管、第九PMOS管、第十PMOS管和第七NMOS管、第八NMOS管、第九NMOS管、第十NMOS管組成的DICE單元反向構成反饋環(huán),形成4個互鎖的反相器級聯(lián),這種單元結構中有4個背靠背連接的帶有反相器的存儲結點:n0、n1、n2、n3,可以存儲兩對互補的數據,其中n0和n2、n1和n3是邏輯狀態(tài)相同的結點。與傳統(tǒng)的互鎖電路不同的是,該單元結構中每一級的PMOS管和NMOS管的柵極分別由前一級和后一級的輸出信號觸發(fā)。因此,該單元結構中每個存儲結點的狀態(tài)都受其相鄰存儲結點的狀態(tài)控制,并且相鄰的儲存結點彼此相互獨立。當電路中只有一個存儲結點的電壓發(fā)生改變時,由于受其它結點的反饋影響,DICE單元內各個存儲結點的存儲狀態(tài)不會發(fā)生改變。該主鎖存器緩沖電路中的第三PMOS管、第四PMOS管、第五PMOS管、第六PMOS管和第三NMOS管、第四NMOS管、第五NMOS管、第六NMOS管兩兩分別組成四個反相器,并構成延時電路。因此,數據信號輸入端D的輸入信號D0經DICE單元緩沖后在輸出端D2處得到的信號D01的邏輯狀態(tài)應與輸入信號D0經過反相器延時后在輸出端D1處得到的信號D0的邏輯狀態(tài)一致,且具有抗單粒子效應的功效。
請參閱圖5,圖5為本發(fā)明第一實施例提供的抗單粒子翻轉的D觸發(fā)器中主鎖存器的電路結構示意圖,該主鎖存器包括:
十個輸入端和一個輸出端,其中,四個輸入端分別與時鐘信號輸入端CLK連接,四個輸入端分別與CLK1連接,一個輸入端與D1連接,一個輸入端與D2連接;一個輸出端為D3。
主鎖存器由第十一PMOS管、第十二PMOS管、第十三PMOS管、第十四PMOS管、第十五PMOS管、第十六PMOS管、第十七PMOS管、第十八PMOS管、第十九PMOS管、第二十PMOS管、第二十一PMOS管、第十一NMOS管、第十二NMOS管、第十三NMOS管、第十四NMOS管、第十五NMOS管、第十六NMOS管、第十七NMOS管、第十八NMOS管、第十九NMOS管、第二十NMOS管、第二十一NMOS管組成。
第十一PMOS管、第十二PMOS管、第十三PMOS管、第十四PMOS管、第十五PMOS管、第十六PMOS管、第十七PMOS管、第十八PMOS管、第十九PMOS管、第二十PMOS管、第二十一PMOS管的襯底接電源VDD(圖中未示出),第十一NMOS管、第十二NMOS管、第十三NMOS管、第十四NMOS管、第十五NMOS管、第十六NMOS管、第十七NMOS管、第十八NMOS管、第十九NMOS管、第二十NMOS管、第二十一NMOS管的襯底接地(圖中未示出)。
第十一NMOS管的柵極Ng11連接CLK,源極Ns11分別連接第十一PMOS管的源極Ps11及D1,漏極Nd11分別連接第十一PMOS管的漏極Pd11、第十四NMOS管的源極Ns14、第十四PMOS管的源極Ps14、第十五NMOS管的柵極Ng15、第十六PMOS管的柵極Pg16、第十七NMOS管的柵極Ng17、第十八PMOS管的柵極Pg18;第十一PMOS管的柵極Pg11連接CLK1;第十二NMOS管的柵極Ng12連接CLK,源極Ns12分別連接第十二PMOS管的源極Ps12及D2,漏極Nd12分別連接第十二PMOS管的漏極Pd12、第十三NMOS管的源極Ns13、第十三PMOS管的源極Ps13、第十五PMOS管的柵極Pg15、第十六NMOS管的柵極Ng16、第十七PMOS管的柵極Pg17、第十八NMOS管的柵極Ng18;第十二PMOS管的柵極Pg12連接CLK1。
第十三NMOS管的柵極Ng13連接CLK1,漏極Nd13分別連接第十三PMOS管的漏極Pd13、第十九PMOS管的漏極Pd19、第十九NMOS管的漏極Nd19;第十三PMOS管的柵極Pg13連接CLK;第十四NMOS管的柵極Ng14連接CLK1,漏極Nd14分別連接第十四PMOS管的漏極Pd16、第二十PMOS管的漏極Pd20、第二十NMOS管的漏極Nd20;第十四PMOS管的柵極Pg14連接CLK。
第十五PMOS管的源極Ps15接電源VDD,漏極Pd15連接第十六PMOS管的源極Ps16;第十六PMOS管的漏極Pd16分別連接第十五NMOS管的漏極Nd15、第十九NMOS管的柵極Ng19、第二十PMOS管的柵極Pg20、第二十一PMOS管的柵極Pg21、第二十一NMOS管的柵極Ng21;第十五NMOS管的源極Ns15連接第十六NMOS管的漏極Nd16;第十六NMOS管的源極Ns16接地;第十七PMOS管的源極Ps17接電源VDD,漏極Pd17連接第十八PMOS管的源極Ps18;第十八PMOS管的漏極Pd18分別連接第十七NMOS管的漏極Nd17、第十九PMOS管的柵極Pg19、第二十NMOS管的柵極Ng20;第十七NMOS管的源極Ns17連接第十八NMOS管的漏極Nd18;第十八NMOS管的源極Ns18接地。
第十九PMOS管的源極Ps19接電源VDD;第十九NMOS管的源極Ns19接地;第二十PMOS管的源極Ps20接電源VDD;第二十NMOS管的源極Ns20接地;第二十一PMOS管的源極Ps21接電源VDD,漏極Pd21分別連接第二十一NMOS管的漏極Nd21及D3;第二十一NMOS管的源極Ns21接地。
該主鎖存器由雙冗余的DICE結構電路構成。圖中第十一PMOS管與第十一NMOS管構成第一傳輸門、第十二PMOS管與第十二NMOS管構成第二傳輸門、第十三PMOS管與第十三NMOS管構成第三傳輸門、第十四PMOS管與第十四NMOS管構成第四傳輸門,這四個傳輸門均由時鐘信號控制,其中第一、第二傳輸門的開斷狀態(tài)與第三、第四傳輸門的開斷狀態(tài)相反。
當CLK端口輸入的信號CLK0的邏輯值為1時,CLK1端口輸入的信號CLK01的邏輯值為0,且第一、第二傳輸門導通,第三、第四傳輸門關斷。D1端口通過第一傳輸門分別連接第十五NMOS管的柵極Ng15和第十六PMOS管的柵極Pg16,D2端口通過第二傳輸門分別連接第十五PMOS管的柵極Pg15和第十六NMOS管的柵極Ng16。第十五PMOS管、第十六PMOS管、第十五NMOS管、第十六NMOS管共同構成一個基于DICE結構的C單元電路。由于在前述對“抗單粒子翻轉的D觸發(fā)器中主鎖存器緩沖電路”的說明中,記載了D1端口輸入的D0信號和D2端口輸入的D01信號的邏輯狀態(tài)是一致的,因此該C單元電路相當于一個反相器,信號通過圖中a結點輸出,再連接到第二十一PMOS管和第二十一NMOS管構成的反相器,并通過該主鎖存器的輸出端D3輸出信號D02。由于C單元電路的存在,能有效地避免輸入信號D0和D01的邏輯翻轉傳播至輸出端,此時,D3輸出的輸出信號D02的邏輯狀態(tài)應該與D0和D01是一致的。
當CLK端口輸入的信號CLK0的邏輯值為0時,CLK1端口輸入的信號CLK01的邏輯值為1,且第一、第二傳輸門關斷,第三、第四傳輸門導通。此時,a、b節(jié)點的邏輯狀態(tài)被由第十五PMOS管、第十六PMOS管、第十七PMOS管、第十八PMOS管、第十九PMOS管、第二十PMOS管、第十五NMOS管、第十六NMOS管、第十七NMOS管、第十八NMOS管、第十九NMOS管、第二十NMOS管構成的反饋環(huán)路鎖存住,結點a與結點b的邏輯狀態(tài)相同,結點c與結點d的邏輯狀態(tài)相同,結點a與結點c的邏輯狀態(tài)相反,輸出端D3的輸出信號D02的邏輯狀態(tài)保持不變。晶體管第十五PMOS管、第十六PMOS管、第十五NMOS管、第十六NMOS管和第十七PMOS管、第十八PMOS管、第十七NMOS管、第十八NMOS管、分別構成兩個C單元電路,能有效地避免反饋環(huán)路中結點發(fā)生的邏輯翻轉傳播到輸出端,保證了電路具有良好的抗單粒子能力。
請參閱圖6,圖6為本發(fā)明第一實施例提供的抗單粒子翻轉的D觸發(fā)器中從鎖存器緩沖電路的電路結構示意圖,該從鎖存器緩沖電路包括:
一個輸入端和兩個輸出端,一個輸入端連接D3,兩個輸出端分別為D4和D5。
從鎖存器緩沖電路由第二十二PMOS管、第二十三PMOS管、第二十四PMOS管、第二十五PMOS管、第二十六PMOS管、第二十七PMOS管、第二十八PMOS管、第二十九PMOS管、第二十二NMOS管、第二十三NMOS管、第二十四NMOS管、第二十五NMOS管、第二十六NMOS管、第二十七NMOS管、第二十八NMOS管、第二十九NMOS管組成。
第二十二PMOS管、第二十三PMOS管、第二十四PMOS管、第二十五PMOS管、第二十六PMOS管、第二十七PMOS管、第二十八PMOS管、第二十九PMOS管的襯底接電源VDD(圖中未示出),第二十二NMOS管、第二十三NMOS管、第二十四NMOS管、第二十五NMOS、第二十六NMOS管、第二十七NMOS管、第二十八NMOS管、第二十九NMOS的襯底接地(圖中未示出)。
第二十二PMOS管的柵極Pg22連接D3,源極Ps22接電源VDD,漏極Pd22分別連接第二十三PMOS管的柵極Pg23、第二十二NMOS管的漏極Nd22、第二十三NMOS管的柵極Ng23;第二十二NMOS管的柵極Ng22連接D3,源極Ns22接地;第二十三PMOS管的源極Ps23接電源VDD,漏極Pd23分別連接第二十四PMOS管的柵極Pg24、第二十三NMOS管的漏極Nd23、第二十四NMOS管的柵極Ng24;第二十三NMOS管源極Ns23接地;第二十四PMOS管的源極Ps24接電源VDD,漏極Pd24分別連接第二十五PMOS管的柵極Pg25、第二十四NMOS管的漏極Nd24、第二十五NMOS管的柵極Ng25;第二十四NMOS管源極Ns24接地;第二十五PMOS管的源極Ps25接電源VDD,漏極Pd25分別連接第二十五NMOS管的漏極Nd25及D4;第二十五NMOS管的源極Ns25接地。
第二十六PMOS管的柵極Pg26連接D3,源極Ps26接電源VDD,漏極Pd26分別連接第二十七PMOS管的柵極Pg27、第二十六NMOS管的漏極Nd6、第二十九NMOS管的柵極Ng29;第二十六NMOS管的柵極Ng26分別連接第二十七PMOS管的漏極Pd27、第二十八PMOS管的柵極Pg28、第二十七NMOS管的漏極Nd27,源極Ns26接地;第二十七PMOS管的源極Ps27接電源VDD;第二十七NMOS管的柵極Ng27分別連接第二十八PMOS管的漏極Pd28、第二十九PMOS管的柵極Pg29、第二十八NMOS管的漏極Nd28,源極Ns27接地;第二十八PMOS管的源極Ps28接電源VDD;第二十八NMOS管的柵極Ng28分別連接第二十九PMOS管的漏極Pd29、第二十九NMOS管的漏極Nd29、D3及D5,源極Ns28接地;第二十九PMOS管的源極Ps29接電源VDD;第二十九NMOS管的源極Ns29接地。
該從鎖存器緩沖電路與前述主鎖存器緩沖電路的工作原理基本相同,在此不再贅述。
請參閱圖7,圖7為本發(fā)明第一實施例提供的抗單粒子翻轉的D觸發(fā)器中從鎖存器的電路結構示意圖,該從鎖存器包括:
十個輸入端和兩個輸出端,其中,四個輸入端分別與時鐘信號輸入端CLK連接,四個輸入端分別與CLK1連接,一個輸入端與D4連接,一個輸入端與D5連接;兩個輸出端分別為第一輸出端Q和第二輸出端QN。
從鎖存器由第三十PMOS管、第三十一PMOS管、第三十二PMOS管、第三十三PMOS管、第三十四PMOS管、第三十五PMOS管、第三十六PMOS管、第三十七PMOS管、第三十八PMOS管、第三十九PMOS管、第四十PMOS管、第三十NMOS管、第三十一NMOS管、第三十二NMOS管、第三十三NMOS管、第三十四NMOS管、第三十五NMOS管、第三十六NMOS管、第三十七NMOS管、第三十八NMOS管、第三十九NMOS管、第四十NMOS管組成。
第三十PMOS管、第三十一PMOS管、第三十二PMOS管、第三十三PMOS管、第三十四PMOS管、第三十五PMOS管、第三十六PMOS管、第三十七PMOS管、第三十八PMOS管、第三十九PMOS管、第四十PMOS管的襯底接電源VDD(圖中未示出),第三十NMOS管、第三十一NMOS管、第三十二NMOS管、第三十三NMOS管、第三十四NMOS管、第三十五NMOS管、第三十六NMOS管、第三十七NMOS管、第三十八NMOS管、第三十九NMOS管、第四十NMOS管的襯底接地(圖中未示出)。
第三十NMOS管的柵極Ng30連接CLK1,源極Ns30分別連接第三十PMOS管的源極Ps30及D4,漏極Nd30分別連接第三十PMOS管的漏極Pd30、第三十三NMOS管的源極Ns33、第三十三PMOS管的源極Ps33、第三十四NMOS管的柵極Ng34、第三十五PMOS管的柵極Pg35、第三十六NMOS管的柵極Ng36、第三十七PMOS管的柵極Pg37;第三十PMOS管的柵極Pg30連接CLK;第三十一NMOS管的柵極Ng31連接CLK1,源極Ns31分別連接第三十一PMOS管的源極Ps31及D5,漏極Nd31分別連接第三十一PMOS管的漏極Pd31、第三十二NMOS管的源極Ns32、第三十二PMOS管的源極Ps32、第三十四PMOS管的柵極Pg34、第三十五NMOS管的柵極Ng35、第三十六PMOS管的柵極Pg36、第三十七NMOS管的柵極Ng37;第三十一PMOS管的柵極Pg31連接CLK。
第三十二NMOS管的柵極Ng32連接CLK,漏極Nd32分別連接第三十二PMOS管的漏極Pd32、第三十八PMOS管的漏極Pd38、第三十八NMOS管的漏極Nd38;第三十二PMOS管的柵極Pg32連接CLK1;第三十三NMOS管的柵極Ng33連接CLK,漏極Nd33分別連接第三十三PMOS管的漏極Pd33、第三十九PMOS管的漏極Pd39、第三十九NMOS管的漏極Nd39;第三十三PMOS管的柵極Pg33連接CLK1。
第三十四PMOS管的源極Ps34接電源VDD,漏極Pd34連接第三十五PMOS管的源極Ps35;第三十五PMOS管的漏極Pd35分別連接第三十四NMOS管的漏極Nd34、第三十八NMOS管的柵極Ng38、第三十九PMOS管的柵極Pg39、第四十PMOS管的柵極Pg40、第四十NMOS管的柵極Ng40及第二輸出端QN;第三十四NMOS管的源極Ns34連接第三十五NMOS管的漏極Nd35;第三十五NMOS管的源極Ns35接地。
第三十六PMOS管的源極Ps36接電源VDD,漏極Pd36連接第三十七PMOS管的源極Ps37;第三十七PMOS管的漏極Pd37分別連接第三十六NMOS管的漏極Nd36、第三十八PMOS管的柵極Pg38、第三十九NMOS管的柵極Ng39;第三十六NMOS管的源極Ns36連接第三十七NMOS管的漏極Nd37;第三十七NMOS管的源極Ns37接地。
第三十八PMOS管的源極Ps38接電源VDD;第三十八NMOS管的源極Ns38接地;第三十九PMOS管的源極Ps39接電源VDD;第三十九NMOS管的源極Ns39接地;第四十PMOS管的源極Ps40接電源VDD,漏極Pd40分別連接第四十NMOS管的漏極Nd40及第一輸出端Q;第四十NMOS管的源極Ns40接地。
該從鎖存器與前述主鎖存器的工作原理基本相同,在此不再贅述。
本發(fā)明實施例提供的抗單粒子翻轉的D觸發(fā)器,相較于現(xiàn)有技術,本發(fā)明通過在主鎖存器和從鎖存器前增加緩沖電路,提高了D觸發(fā)器的抗單粒子翻轉能力,對主鎖存器和從鎖存器進行雙模冗余加固,即分離成互為冗余的C2MOS電路中的上拉PMOS管和下拉NMOS管,避免了從鎖存器中可能由單粒子瞬態(tài)脈沖導致的反饋回路,對主鎖存器和從鎖存器電路中C2MOS電路進行改進,通過CMOS傳輸門來實現(xiàn)時鐘信號對電路的控制,進一步提高了D觸發(fā)器的抗單粒子翻轉能力。
需要說明的是,對于前述的各方法實施例,為了簡便描述,故將其都表述為一系列的動作組合,但是本領域技術人員應該知悉,本發(fā)明并不受所描述的動作順序的限制,因為依據本發(fā)明,某些步驟可以采用其它順序或者同時進行。其次,本領域技術人員也應該知悉,說明書中所描述的實施例均屬于優(yōu)選實施例,所涉及的動作和模塊并不一定都是本發(fā)明所必須的。
在上述實施例中,對各個實施例的描述都各有側重,某個實施例中沒有詳述的部分,可以參見其它實施例的相關描述。
以上為對本發(fā)明所提供的抗單粒子翻轉的D觸發(fā)器的描述,對于本領域的技術人員,依據本發(fā)明實施例的思想,在具體實施方式及應用范圍上均會有改變之處,綜上,本說明書內容不應理解為對本發(fā)明的限制。