摘要: 航天工程是对进入、探索、开发和利用地外天体的活动的总称。航天工程对中国的科学研究、国防建设、国民经济、文化教育等各个领域都有着积极促进作用，在实现中华民族伟大复兴道路上有着重大价值与意义。随着科学技术的快速发展，电子化、数字化已经... 展开 航天工程是对进入、探索、开发和利用地外天体的活动的总称。航天工程对中国的科学研究、国防建设、国民经济、文化教育等各个领域都有着积极促进作用，在实现中华民族伟大复兴道路上有着重大价值与意义。随着科学技术的快速发展，电子化、数字化已经为当代社会发展创造了更多的可能性，成为了当代社会的常态。进入21世纪，电子战、信息战已经成为当代军事的主要方式之一，但是随着航天工程数字化的发展，诸多问题也展现出来，其中最为致命的问题之一就是在外太空中电子系统的辐照效应问题。 在外太空的强辐照环境中，由于半导体辐照效应的存在，系统的数据安全受到了极大威胁。常规电路在强辐照环境下可能会存在数据错误、误码率升高、功耗上升、系统崩溃甚至烧毁的问题。因此，集成电路抗辐照技术也成为了当下在微电子领域和航天工程领域都备受关注的研究难点。 SRAM存储器也同样面临着辐照效应问题。SRAM存储器对宇宙辐照极为敏感，在辐照环境下会产生电学性能退化甚至数据翻转，直接威胁到电子系统的数据安全。本文从半导体辐照效应入手，从SRAM电路中的组合逻辑、时序逻辑以及存储单元的角度对SRAM的抗辐照技术进行了探索。 存储单元层面，本文介绍了DICE（Dual-InterlockCell Element，双互锁单元）单元优秀的抗单粒子翻转能力，并在此基础上提出了新的四差分输入、双差分输出的SRAM存储单元，大大提升了SRAM单元在面临单粒子效应时的可靠性。 时序逻辑层面，本文在DICE单元的基础上设计了四差分主从式DICE触发器和新型抗单粒子翻转触发器。其中，前者能够在差分电路中以极小的代价实现更高的辐照可靠性；后者能够在非差分电路中大大减少触发器晶体管数量而不损失触发器抗辐照性能。 组合逻辑层面，本文对比了带冗余和纠错结构的组合逻辑、DICE逻辑以及CVSL（CascodeVoltage SwitchLogic）逻辑，并对这三种组合逻辑加固方案的适用场景进行了分析。 最终，本文基于SMIC0.13μm商用工艺提出了一套行之有效的抗辐照SRAM原理图和版图设计方法，并完成了SRAM电路的电路、版图设计以及前仿、后仿工作。 收起