一种软错误电路检测系统的制作方法

1.本发明涉及电路检测技术领域，具体为一种软错误电路检测系统。


背景技术：

2.随着集成电路特征尺寸的不断缩小，数字电路对空间辐射、核辐射甚至地面辐射环境都非常敏感，辐射产生的带电粒子会引发软错误，导致数字逻辑出现信息丢失从而进一步引起芯片功能失效。在航天、核技术和车规等关键领域，数字集成电路的软错误检测已经成为一种必不可少的技术。当集成电路进入深亚微米工艺后，一次单粒子辐射事件会引发多个数字电路寄存器翻转，翻转出现的概率随着工艺尺寸的缩小而增加，因此，数字电路得软错误检测已成为系统中不可或缺的一部分。系统中软错误如果发生在重要的控制寄存器上，可能会发生信息错误，控制失效，系统损坏等问题。而现有技术中无法检测存储重要控制信息的d触发器是否有异常充放电，从而无法判断d触发器是否发生软错误翻转。


技术实现要素：

3.针对现有技术存在的不足，本发明目的是提供一种软错误电路检测系统，以解决上述背景技术中提出的问题,本发明能够精准监测d触发器是否有异常充放电，并判断d触发器是否发生软错误翻转。
4.为了实现上述目的，本发明是通过如下的技术方案来实现：一种软错误电路检测系统，主要通过分析d触发器软错误发生的时间与位置，从而在关键路径上检测d触发器是否发生了软错误，在分析d触发器软错误发生的时间与位置时，d触发器的数据从d到q的锁存过程中，中间经历了2次latch锁存。当有高能粒子辐射到d触发器上时，只有打在栅电极的高能粒子能改变pmos/nmos的导通/关闭状态，从而改变电容上存储电荷，以至于改变d触发器存储的0/1数值，在ck＝0时，latch0中的rs触发器应处于锁存状态，latch1处于数据保持状态；在ck＝1时，latch1中的rs触发器应处于锁存状态，latch0处于数据保持状态；如果这时有高能粒子改变数据保持的latch的栅电容时，就会有瞬态电流经过电源和地线，对q或dn端电容进行充放电。从而导致d触发器的重要信息出现错误。
5.进一步的，所述latch锁存存在两次。第一次锁存发生在ck为低电平期间，数据由d端锁存到dn端。dn端如果数据发生改变，则电容会发生充电或放电，充电时，有瞬态电流从l1的电源到dn端；放电时，有瞬态电流从dn端到l1的地端。
6.进一步的，第二次锁存，发生在ck为高电平期间，数据由dn端锁存到q端。q端如果数据发生改变，则电容会发生充电或放电，充电时，有瞬态电流从l2的电源到q端；放电时，有瞬态电流从q端到l2的地端。
7.进一步的，ck＝1时，dn电容上的数值异常改变为软错误发生状态。
8.进一步的，所述dn电容上的数值处于软错误发生状态下，会有电流从latch0的电源或地对dn电容进行充放电。
9.进一步的，在ck＝0时，检测latch1的电源或地的充放电电流，可探测q端是否发生
软错误翻转。同理，ck＝1时，dn电容上的数值异常改变为软错误发生状态。
10.本发明的有益效果：
11.1.该软错误电路检测系统通过分析d触发器软错误发生的时间与位置，从而在关键路径上检测d触发器是否发生了软错误，实现了检测存储重要控制信息的d触发器是否有异常充放电的效果，并据此判断d触发器是否发生软错误翻转。
附图说明
12.图1为本发明一种软错误电路检测系统的锁存过程示意图；
13.图2为本发明一种软错误电路检测系统部分的电路图；
14.图3为本发明一种软错误电路检测系统latch检测地点示意图。
具体实施方式
15.为使本发明实现的技术手段、创作特征、达成目的与功效易于明白了解，下面结合具体实施方式，进一步阐述本发明。
16.请参阅图1至图3，本发明提供一种技术方案：一种软错误电路检测系统，主要通过分析d触发器软错误发生的时间与位置，从而在关键路径上检测d触发器是否发生了软错误。
17.本实施例，工作原理是d触发器的数据从d到q的锁存过程中，中间经历了2次latch锁存：第一次锁存，发生在ck为低电平期间，数据由d端锁存到dn端。dn端如果数据发生改变，则电容会发生充电或放电，充电时，有瞬态电流从latch0的电源到dn端；放电时，有瞬态电流从dn端到latch0的地端。第二次锁存，发生在ck为高电平期间，数据由dn端锁存到q端。q端如果数据发生改变，则电容会发生充电或放电，充电时，有瞬态电流从lathc1的电源到q端；放电时，有瞬态电流从q端到latch1的地端。
18.本实施例，当有高能粒子辐射到d触发器上时，只有打在栅电极的高能粒子能改变pmos/nmos的导通/关闭状态，从而改变电容上存储电荷，以至于改变d触发器存储的0/1数值。
19.本实施例，在ck＝1时，如图2所示，第一个latch中的rs触发器应处于锁存状态，如果这时有高能粒子改变latch0的栅电容时，就会有瞬态电流经过电源和地线，对dn端电容进行充放电。这时latch1正处于数据锁存状态，如果dn的值异常改变，就会锁存到错误数据，从而导致d触发器的重要信息出现错误。
20.本实施例，经过以上分析，ck＝1时，dn电容上的数值异常改变为软错误发生状态，这时，会有电流从latch1的电源或地对dn电容进行充放电。因此在ck＝1时，检测latch0的电源或地的充放电电流，可探测dn端是否发生软错误翻转。同理，ck＝0时，q电容上的数值异常改变为软错误发生状态，这时，会有电流从lathc1的电源或地对q电容进行充放电。检测地点如图3所示。
21.以上显示和描述了本发明的基本原理和主要特征和本发明的优点,对于本领域技术人员而言，显然本发明不限于上述示范性实施例的细节，而且在不背离本发明的精神或基本特征的情况下，能够以其他的具体形式实现本发明。因此，无论从哪一点来看，均应将实施例看作是示范性的，而且是非限制性的，本发明的范围由所附权利要求而不是上述说
明限定，因此旨在将落在权利要求的等同要件的含义和范围内的所有变化囊括在本发明内。不应将权利要求中的任何附图标记视为限制所涉及的权利要求。
22.此外，应当理解，虽然本说明书按照实施方式加以描述，但并非每个实施方式仅包含一个独立的技术方案，说明书的这种叙述方式仅仅是为清楚起见，本领域技术人员应当将说明书作为一个整体，各实施例中的技术方案也可以经适当组合，形成本领域技术人员可以理解的其他实施方式。


技术特征：
1.一种软错误电路检测系统，其特征在于：主要通过分析d触发器软错误发生的时间与位置，从而在关键路径上检测d触发器是否发生了软错误，在分析d触发器软错误发生的时间与位置时，d触发器的数据从d到q的锁存过程中，中间经历了2次latch锁存。当有高能粒子辐射到d触发器上时，只有打在栅电极的高能粒子能改变pmos/nmos的导通/关闭状态，从而改变电容上存储电荷，以至于改变d触发器存储的0/1数值，在ck＝1时，latch0中的rs触发器应处于保持状态，如果这时有高能粒子改变latch0的栅电容时，就会有瞬态电流经过电源和地线，对dn端电容进行充放电，这时latch1正处于数据锁存状态,将dn的值复制到q端，如果dn的值异常改变，latch1就会锁存到错误数据，从而导致d触发器的重要信息出现错误。2.根据权利要求1所述的一种软错误电路检测系统，其特征在于：所述latch锁存存在两次。第一次锁存发生在ck为低电平期间，数据由d端锁存到dn端。dn端如果数据发生改变，则电容会发生充电或放电，充电时，有瞬态电流从l0的电源到dn端；放电时，有瞬态电流从dn端到l0的地端。3.根据权利要求2所述的一种软错误电路检测系统，其特征在于：第二次锁存，发生在ck为高电平期间，数据由dn端锁存到q端。q端如果数据发生改变，则电容会发生充电或放电，充电时，有瞬态电流从latch1的电源到q端；放电时，有瞬态电流从q端到latch1的地端。4.根据权利要求2所述的一种软错误电路检测系统，其特征在于：ck＝1时，dn电容上的数值异常改变为软错误发生状态。5.根据权利要求4所述的一种软错误电路检测系统，其特征在于：所述dn电容上的数值处于软错误发生状态下，会有电流从latch0的电源或地对dn电容进行充放电。6.根据权利要求4所述的一种软错误电路检测系统，其特征在于：在ck＝1时，latch0应处于数据保持状态，这时检测latch0的电源或地的异常充放电电流，可探测dn端是否发生软错误翻转。同理，ck＝1时，q电容上的数值异常改变为软错误发生状态。7.根据权利要求6所述的一种软错误电路检测系统，其特征在于：所述q电容上的数值处于软错误发生状态，该状态下会有电流从lathc1的电源或地对q电容进行充放电。因此在ck＝0时，检测latch1的电源或地的充放电电流，可探测q端是否发生软错误翻转。

技术总结
本发明提供一种软错误电路检测系统，主要通过分析D触发器软错误发生的时间与位置，从而在关键路径上检测D触发器是否发生了软错误，在D触发器工作时时，数据从D到Q的锁存过程中经历了2次锁存，LATCH0与LATCH1的锁存。在CK＝1时，LATCH1锁存数据，将Dn端的数据复制到Q端，LATCH0保持数据不变，这时如果有高能粒子改变LATCH0的栅极，使Dn端的数据发生异常改变，则D触发器有软错误发生。当CK＝1时，检测Latch0的电源或地的充放电电流，可探测Dn端是否发生软错误翻转，从而实现了检测D触发器是否发生软错误翻转。否发生软错误翻转。否发生软错误翻转。


技术研发人员：任懿 甘焱林
受保护的技术使用者：深圳摩芯半导体有限公司
技术研发日：2022.10.20
技术公布日：2023/1/19