25、抗单粒子翻转（SEU）的稳健锁存器设计与碳纳米管场效应晶体管内容可寻址存储器架构设计

抗单粒子翻转（SEU）的稳健锁存器设计与碳纳米管场效应晶体管内容可寻址存储器架构设计

在当今的电子设备中，软错误和传统CMOS技术的局限性是两个备受关注的问题。软错误可能会影响电路的正常运行，而CMOS技术在纳米尺度下面临着诸多挑战。本文将介绍两种解决方案：一种是抗单粒子翻转（SEU）的稳健锁存器设计，另一种是使用碳纳米管场效应晶体管（CNTFET）的内容可寻址存储器（CAM）架构设计。

抗单粒子翻转（SEU）的稳健锁存器设计

应对软错误的方法

处理软错误挑战有两种主要方法：
- 预防机制 ：防止软错误的发生，包括器件和电路级别的解决方案。例如，器件级别的修改涉及改进晶体管本身。
- 反应机制 ：检测软错误的发生并采取纠正措施，属于架构或系统级别的解决方案。

在电路级别，已经提出了许多设计来避免软错误。系统级别的解决方案则利用并非所有软错误都会影响系统功能这一事实，直到必要时才采取纠正措施。传统上，内存元件在系统级别通过纠错码进行保护，但使用奇偶校验或纠错码保护锁存器和触发器可能成本较高。

当粒子（如中子、质子和重宇宙离子）撞击晶体管的扩散区域时，会沉积电荷，导致节点电压波动。将电压水平从Vss改变到Vdd（反之亦然）所需的最小电荷量称为临界电荷Qcrit。粒子撞击产生的电流脉冲传统上用双指数函数描述：
[I(t) = \frac{Q}{\alpha - \beta} (e^{-\frac{t}{\alpha}} - e^{-\frac{t}{\beta}})]
其中，Q是离子撞击沉积的电荷量，α是结的收集时间常数，β是离