电子学报 ›› 2022, Vol. 50 ›› Issue (11): 2653-2658.DOI: 10.12263/DZXB.20211691

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28nm CMOS工艺8-Gbps SerDes单粒子辐射特性研究

文溢, 陈建军, 梁斌, 池雅庆, 黄俊   

  1. 国防科技大学计算机科学学院,湖南 长沙 410073
  • 收稿日期:2021-12-23 修回日期:2022-07-09 出版日期:2022-11-25
    • 作者简介:
    • 文溢 男,1992年3月生,湖南长沙人.现为国防科技大学计算机学院微电子所工程师.主要从事集成电路设计与抗辐照加固设计等方面的研究工作.E-mail: wenyi19920312@126.com
      陈建军(通讯作者) 男,1983年10月生,贵州毕节人.博士毕业于国防科技大学电子科学与技术专业,现任国防科技大学计算机学院研究生导师,主要研究方向为高速通信系统和集成电路设计的抗辐照加固技术.
      梁斌 男,1979年7月生,湖南常德人.博士毕业于国防科技大学电子科学与技术专业,现任国防科技大学计算机学院研究生导师,主要研究方向为高速通信系统和集成电路设计的抗辐照加固技术.E-mail: liangbin110@126.com
      池雅庆 男,1982年2月生,重庆沙坪坝人.博士毕业于国防科技大学电子科学与技术专业,现任国防科技大学计算机学院研究生导师,主要研究方向为高速通信系统和集成电路设计的抗辐照加固技术.E-mail: yqchi@nudt.edu.cn
      黄俊 女,1991年10月生,湖南长沙人.现为国防科技大学计算机学院微电子所工程师.主要从事集成电路设计与抗辐照加固设计等方面的研究工作.E-mail: 654302416@qq.com
    • 基金资助:
    • 国家自然科学基金 (61974163); 国防科技大学高层次创新人才培训计划项目 (4142D125106)

Research on Single-Event Radiation Characteristics of an 8-Gbps SerDes in a 28nm CMOS Technology

WEN Yi, CHEN Jian-jun, LIANG Bin, CHI Ya-qing, HUANG Jun   

  1. College of Computer Science,National University of Defense Technology,Changsha,Hunan 410073,China
  • Received:2021-12-23 Revised:2022-07-09 Online:2022-11-25 Published:2022-11-19

摘要:

本文研究了28nm体硅CMOS工艺下8-Gbps通用结构高速并转串/串转并接口(Serializer/Deserializer,SerDes)的单粒子辐射特性,该SerDes由电压模发送器(Transmitter,TX)和相位插值(Phase Interpolation,PI)型接收器(Receiver,RX)组成,通过双指数电流源对整个SerDes的TX和RX进行了单粒子效应仿真,仿真结果表明该SerDes的TX和RX均会发生单粒子瞬态(Single-Event Transient,SET),且主要敏感节点包括:D触发器,采样器和时钟相位插值器.进一步采用脉冲激光对整个SerDes进行了扫描测试,测试结果验证了仿真结论.该研究为抗辐射SerDes的研制提供了重要的理论依据.

关键词: 串转并/并转串接口, 单粒子效应, 双指数电流源仿真, 敏感节点, 脉冲激光测试

Abstract:

In this paper, single-event radiation characteristics of an 8-Gbps high-speed Serializer/Deserializer interface(SerDes) is studied in a 28nm bulk CMOS technology. The SerDes, which is composed of a voltage mode transmitter(TX) and a phase interpolating(PI) receiver(RX), is simulated by a double exponential current source to find the sensitive node, and the simulation results show both the TX and RX appear single-event transient(SET) and the main sensitive nodes of the whole SerDes include D flip-flop, samplers and clock phase interpolators. These sensitive nodes are further verified through pulsed-laser single-event experiment, and the study provides an important theoretical basis for the design of radiation-hardened SerDes.

Key words: serializer/deserializer interface, single-event effect, double exponential current source simulation, sensitive node, pulse-laser experiments

中图分类号: