抗单粒子效应的滤波电路和数字隔离器的制作方法

本公开的实施例涉及集成电路，尤其涉及抗单粒子效应的滤波电路和数字隔离器。

背景技术：

1、集成电路作为航天设备的核心器件，当长期暴露在恶劣的空间辐射环境时，高能粒子会入射进半导体材料，引起电离并产生辐照效应，其中，辐照效应包括总剂量效应、单粒子效应和位移损伤效应等。单粒子效应产生的电荷被电路敏感节点收集后，会导致组合逻辑电路发生单粒子瞬态，时序逻辑电路发生单粒子翻转，严重时甚至会对电路造成不可逆的永久性损坏，故而随着集成电路工艺尺寸的不断减小，单粒子效应逐渐成为影响集成电路可靠性的重要因素。

2、现有技术中，常见的抗单粒子瞬态脉冲的三种方法分别为三模冗余、时间冗余和脉冲过滤，然而，三模冗余方法的面积开销较大，时间冗余方法和脉冲过滤方法会改变输出占空比。

技术实现思路

1、本公开提供了一种抗单粒子效应的滤波电路和数字隔离器，能够抑制单粒子瞬态脉冲的传播，消除滤波处理对输出占空比的影响，还能够降低面积开销。

2、第一方面，本公开提供了一种抗单粒子效应的滤波电路，包括低通滤波模块、rs锁存器模块和c单元模块，所述滤波电路的输入端通过所述低通滤波模块连接所述rs锁存器模块的输入端，所述rs锁存器模块的输出端通过所述c单元模块连接所述滤波电路的输出端。

3、所述低通滤波模块被配置为，当所述滤波电路的输入端产生单粒子瞬态脉冲时，滤除输入信号及其反相信号中的所述单粒子瞬态脉冲，得到第一滤波信号和第二滤波信号。

4、所述rs锁存器模块被配置为，当所述第一滤波信号和所述第二滤波信号反相时，基于所述第一滤波信号的目标边沿和所述第二滤波信号的所述目标边沿，确定第一加固锁存信号和第二加固锁存信号，以恢复信号占空比，并输出所述第一加固锁存信号的反相信号和所述第二加固锁存信号。

5、所述c单元模块被配置为，当所述第一加固锁存信号的反相信号和所述第二加固锁存信号反相时，维持所述第一加固锁存信号的反相信号和所述第二加固锁存信号在前一同相状态时的输出，以得到输出信号。

6、在本公开的一些实施例中，所述低通滤波模块包括第一低通滤波模块和第二低通滤波模块，所述第一低通滤波模块连接于所述滤波电路的输入端与所述rs锁存器模块的第一输入端之间，所述第二低通滤波模块连接于所述滤波电路的输入端与所述rs锁存器模块的第二输入端之间。

7、所述第一低通滤波模块被配置为，滤除所述输入信号中的所述单粒子瞬态脉冲，并对过滤后的输入信号进行整形，得到所述第一滤波信号。

8、所述第二低通滤波模块被配置为，滤除所述输入信号的反相信号中的所述单粒子瞬态脉冲，并对过滤后的反相信号进行整形，得到所述第二滤波信号。

9、在本公开的一些实施例中，所述第一低通滤波模块包括第一rc滤波器和第一施密特触发器，所述第二低通滤波模块包括第一反相器、第二rc滤波器和第二施密特触发器。所述滤波电路的输入端依次通过所述第一rc滤波器和所述第一施密特触发器连接所述rs锁存器模块的第一输入端，所述滤波电路的输入端依次通过所述第一反相器、所述第二rc滤波器和所述第二施密特触发器连接所述rs锁存器模块的第二输入端。

10、在本公开的一些实施例中，所述rs锁存器模块包括rs锁存器和第二反相器，所述rs锁存器的两个输入端与所述低通滤波模块的两个输出端一一对应连接，所述rs锁存器的一个输出端连接所述c单元模块的第一输入端，所述rs锁存器的另一个输出端通过所述第二反相器连接所述c单元模块的第二输入端。

11、所述rs锁存器还被配置为，当所述rs锁存器模块的一个输入端产生第一方向单粒子瞬态脉冲时，维持所述第一加固锁存信号和所述第二加固锁存信号不变；当所述rs锁存器模块的一个输入端产生第二方向单粒子瞬态脉冲时，确定所述第一加固锁存信号和所述第二加固锁存信号中的一个信号为所述第二方向单粒子瞬态脉冲的反相信号，另一个信号维持不变。

12、所述第二反相器被配置为，对所述第一加固锁存信号进行反相。

13、在本公开的一些实施例中，所述rs锁存器还被配置为，当所述rs锁存器的一个输出端产生所述单粒子瞬态脉冲时，对所述第一加固锁存信号和所述第二加固锁存信号中的一个信号的所述单粒子瞬态脉冲进行衰减，以维持另一个信号不变。

14、在本公开的一些实施例中，所述c单元模块包括第一mos管、第二mos管、第三mos管和第四mos管，所述第一mos管的第一端连接电源电压，所述第一mos管的第二端通过所述第二mos管连接所述滤波电路的输出端，所述第四mos管的第一端接地，所述第四mos管的第二端通过所述第三mos管连接所述滤波电路的输出端，所述第一mos管的控制端和所述第三mos管的控制端连接所述rs锁存器模块的第一输出端，所述第二mos管的控制端和所述第四mos管的控制端连接所述rs锁存器模块的第二输出端。

15、其中，所述第一mos管和所述第二mos管为pmos管，所述第三mos管和所述第四mos管为nmos管。

16、在本公开的一些实施例中，所述c单元模块还包括第三反相器，所述第二mos管和所述第三mos管的连接点通过所述第三反相器连接所述滤波电路的输出端。

17、在本公开的一些实施例中，所述滤波电路还包括连接于所述滤波电路的输出端的保持器。所述保持器被配置为，在所述滤波电路的输出端，将上一个有效逻辑电平保持住。

18、在本公开的一些实施例中，所述保持器包括第四反相器和第五反相器，所述第四反相器的输入端和所述第五反相器的输出端连接所述滤波电路的输出端，所述第四反相器的输出端连接所述第五反相器的输入端。

19、第二方面，本公开提供了一种数字隔离器，包括第一方面提供的任一滤波电路。

20、本公开的技术方案中提供了一种抗单粒子效应的滤波电路，包括低通滤波模块、rs锁存器模块和c单元模块，通过低通滤波模块在滤波电路的输入端产生单粒子瞬态脉冲时，滤除输入信号及其反相信号中的单粒子瞬态脉冲，得到第一滤波信号和第二滤波信号，可以抑制单粒子瞬态脉冲的传播，实现抗单粒子瞬态效应的特性。

21、通过rs锁存器模块在第一滤波信号和第二滤波信号反相时，基于第一滤波信号的目标边沿和第二滤波信号的目标边沿，确定第一加固锁存信号和第二加固锁存信号，以恢复信号占空比，并输出第一加固锁存信号的反相信号和第二加固锁存信号，可以在低通滤波模块的基础上配合rs锁存器的置位/复位功能，保证第一加固锁存信号/第二加固锁存信号具有与输入信号接近的占空比。同时，还可以在发生单粒子瞬态时，避免第一加固锁存信号和第二加固锁存信号发生双翻转，从而避免发生单粒子翻转。

22、通过c单元模块在第一加固锁存信号的反相信号和第二加固锁存信号反相时，维持第一加固锁存信号的反相信号和第二加固锁存信号在前一同相状态时的输出，以得到输出信号，可以在rs锁存器的两路互补输出的基础上配合c单元模块，保证输出信号具有与输入信号的有效信号接近的占空比，以消除滤波处理对输出占空比的影响。由于第一加固锁存信号和第二加固锁存信号中的至少一个在单粒子瞬态时维持不变，因此在发生单粒子瞬态时c单元模块可以保持未发生单粒子瞬态时的输出，从而抑制错误传播。

23、此外，本公开提供的抗单粒子效应的滤波电路无需复制相同的电路，能够降低电路的复杂度，从而降低面积开销。