CMOS圖像傳感器時(shí)序控制電路的單粒子效應(yīng)的研究.pdf

1、CMOS圖像傳感器是現(xiàn)今固態(tài)成像技術(shù)的主流方向，具有低成本、低功耗和高讀出速度等優(yōu)點(diǎn)，廣泛應(yīng)用于消費(fèi)電子、可視電話、醫(yī)療等領(lǐng)域?？臻g成像已成為其重要應(yīng)用之一，特別在遙感成像、太陽敏感器、空間探測等空間環(huán)境中的應(yīng)用著有重要的研究價(jià)值。然而，應(yīng)用于空間環(huán)境的集成電路會(huì)受到太空中高能粒子的影響，其中，單粒子效應(yīng)是集成電路應(yīng)用于太空環(huán)境中面臨的主要輻射效應(yīng)之一，它會(huì)造成芯片中數(shù)字電路工作的短暫失效，甚至是永久損毀。圖像傳感器的時(shí)序電路主要由數(shù)字

2、電路構(gòu)成，受單粒子效應(yīng)影響很大。因此，本文分析時(shí)序電路在空間環(huán)境中受到的單粒子效應(yīng)，依此開展抗輻射CMOS圖像傳感器時(shí)序電路的研究工作。
　　本文從底層到頂層對時(shí)序電路的抗單粒子效應(yīng)進(jìn)行研究與設(shè)計(jì)。底層加固方面，本文提出了一系列設(shè)計(jì)加固的存儲(chǔ)單元，采用了空間域冗余或時(shí)間域冗余的加固技術(shù)，加固后的存儲(chǔ)單元可以抵抗內(nèi)部節(jié)點(diǎn)的單粒子效應(yīng)。由于存儲(chǔ)單元在數(shù)字電路中大規(guī)模使用，且由于其是時(shí)序邏輯電路，工作時(shí)易受粒子攻擊而產(chǎn)生狀態(tài)翻轉(zhuǎn)，所以設(shè)

3、計(jì)抗輻射存儲(chǔ)單元很有必要。對設(shè)計(jì)的抗輻射觸發(fā)器進(jìn)行了驗(yàn)證，通過構(gòu)成觸發(fā)器鏈并分別統(tǒng)計(jì)輸出端口的錯(cuò)誤電平個(gè)數(shù)，可以比較不同單元間的可靠性。并在此基礎(chǔ)上對抗輻射標(biāo)準(zhǔn)單元庫進(jìn)行擴(kuò)充與完善。頂層加固方面，本文提出一種使能檢測單元，該單元可以加固外部啟動(dòng)信號(hào)。在經(jīng)過了電路級錯(cuò)誤注入仿真驗(yàn)證以后，對使用該單元的一款圖像傳感器進(jìn)行模擬輻射測試，結(jié)果表明使用使能檢測單元的時(shí)序電路可以有效屏蔽單粒子效應(yīng)。因此，本文提出的基于使能檢測單元的系統(tǒng)級加固方法具