مدل سازی و ارزیابی مصالحه توان و افزونگی در لایه ترانزیستور و گیت

استفاده از حافظه‏ها به عنوان بخشی اساسی از سیستم‏های مدارات مجتمع اجتناب ناپذیر است اما تأثیرات تشعشعات فضایی و تأثیرات الکترومغناطیسی بر این سیستم غیر‏قابل چشم‏پوشی است. در یک دسته‏بندی کلی تأثیر تشعشعات را می‏توان به دو دسته تقسیم کرد: دسته اول ناشی از برخورد ذرات مانند الکترون هاست که اثرات فرسایشی بر روی این مدارات دارد و در اصطلاح به آن اثرات یونیز کننده جمع شونده (total ionizing dose) می‏گویند و دسته دوم اثرات ناشی از برخورد ذرات پر انرژی مانند پروتون، نئوترن و ذرات آلفا می‏باشد که خود را به صورت واژگونی بیت‏های حافظه نشان می دهد.آن دسته از خطاهایی که سبب ایجاد تغییر در یک بیت از سلول حافظه می‏گردند اصطلاحاً واژگونی بیت بر اثر رخداد یکتا نامیده می‏شوند. روش های بسیاری برای مقابله با خطاهای تک رخدادی بیان و ارائه شده است اما اکثر این روش ها قابلیت مقابله با خطاهای چند رخدادی را ندارند درحالی که خطاهای چند رخدادی روزبه روز به مسئله ای جدی تری در محیط هایی که ذرات پرانرژی فراوانی دارد تبدیل شده است. رشد تکنولوژی به سمت تکنولوژی های میکرونی احتمال وقوع خطاهای چند بیتی را بسیار افزایش داده است. علت این مسئله کاهش سایز ترانزیستورها، کاهش ولتاژ تغذیه و بالا رفتن فرکانس کاری سیستم در مدارهای بسیار مجتمع است.احتمال وقوع خطاهای چند رخدادی برای تکنولوژی زیر 50nm از 10% نیز بیشتر است . از سویی دیگر بررسی ها نشان داده که 5% از خطاهای تک رخدادی قابلیت تبدیل شدن به خطاهای چند رخدادی را دارند. از سویی دیگر افزودن افزونگی در مدارات حافظه سبب افزایش شدید مصرف توان می گردد فلذا برقراری مصالحه ای بین مصرف توان و افزونگی بسیار مهم و حیاتی به نظر می رسد. در این رساله سعی شده است با ارائه لچ پایه مقاوم در برابر خطاهای تک رخدادی آن را در برابر خطاهای چند رخدادی نیز ایمن کنیم به گونه ای که از حیث مواجهه با خطاها پوشش 100 درصدی را در اختیار داشته باشیم و درعین حال مصرف توان را تا حدود 3 میکرو وات کاهش دادیم به گونه ای که لچ ارائه شده از حیث مصرف توان در سطح بسیار قابل قبولی قرار گرفته است. همچنین با پیاده سازی پردازنده لئون میزان سربار توان اعمالی لچ طراحی شده تقریباً 3% و با پیاده سازی یک مدار alu ساده میزان سربار توان لچ طراحی شده حدود 2% به دست آمد بدین ترتیب می توان از حیث کاربرد این لچ را در تمام مدارات تحمل پذیر اشکال بکار برد.