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27.02.2024

A Quadruple-Node Upsets Hardened Latch Design Based on Cross-Coupled Elements

verfasst von: Zhengfeng Huang, Zishuai Li, Liting Sun, Huaguo Liang, Tianming Ni, Aibin Yan

Erschienen in: Journal of Electronic Testing

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Abstract

With the continuous scaling of CMOS technology, single-event multi-node upsets (MNU) induced by charge sharing has continued to occur in latches when hit by high-energy particles. This paper presents a quadruple-node upset (QNU) tolerant latch design (referred to as P-DICE latch) to achieve both high reliability and low area overhead. The P-DICE latch takes advantage of the error-blocking properties of Cross-Coupled Element and C Element to tolerate QNU, and achieves 100% self-recovery of SNU and DNU. Compared with previous eight MNU hardened latches, the P-DICE latch has the lowest overhead in terms of area, area-power-delay product (APDP), and area-power-delay soft error rate ratio product (APDSP), and has the highest critical charge. Moreover, the proposed P-DICE latch can tolerate QNU caused by high-energy particles to ensure the reliability of the circuit. Compared with eight MNU hardened latches, the proposed P-DICE latch achieves 24.58% reduction in area, 33.05% reduction in power, 17.19% reduction in delay, 48.29% reduction in area-power-delay product, 61.60% reduction in APDSP, and 142.82% improvement in critical charge on average.

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Literatur
27.
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35.
Zurück zum Zitat Weste NHE, Harris D (2010) “CMOS VLSI design: a circuits and systems perspective”, [M]. Addison-Wesley, Boston, pp 296–303 Weste NHE, Harris D (2010) “CMOS VLSI design: a circuits and systems perspective”, [M]. Addison-Wesley, Boston, pp 296–303
Metadaten
Titel
A Quadruple-Node Upsets Hardened Latch Design Based on Cross-Coupled Elements
verfasst von
Zhengfeng Huang
Zishuai Li
Liting Sun
Huaguo Liang
Tianming Ni
Aibin Yan
Publikationsdatum
27.02.2024
Verlag
Springer US
Erschienen in
Journal of Electronic Testing
Print ISSN: 0923-8174
Elektronische ISSN: 1573-0727
DOI
https://doi.org/10.1007/s10836-024-06098-7

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