辐射加固SOI工艺FPGA的设计与验证(三)的开题报告.docx

辐射加固SOI工艺FPGA的设计与验证(三)的开题报告
一、选题背景与意义
现代码率越来越高，芯片集成度越来越高，这给现有半导体工艺和芯片设计带来了新的挑战。近年来，辐射防护已成为半导体行业的一个重要方向。将芯片的抗辐射能力提高至更高的水平已成为业界的共同追求。同时，FPGA技术已经发展成为数字电路设计的重要组成部分。针对FPGA中的RAM块抗辐射能力较差的问题，目前研究较为活跃的解决方案是利用SOI工艺来加固RAM块。本文将重点研究基于辐射加固SOI工艺的FPGA设计与验证，旨在提高FPGA的抗辐射能力以及增强FPGA在辐射环境下的可靠性。
二、研究内容
本文将重点研究以下内容：
1.SOI（SiliconOnInsulator）工艺原理及其辐射加固功能；
2.基于SOI工艺的FPGA设计方案，包括FPGA的逻辑结构设计、RAM块加固方案、FPGA的时序设计等；
3.FPGA抗辐射性能测试方案的设计，包括辐射剂量的选择、测试器件的选择、测试方法的设计等；
4.FPGA加固后的抗辐射性能的验证和分析；
5.FPGA设计中出现的问题及解决方案。
三、研究方法和技术路线
1.系统学习SOI工艺原理和其在辐射加固方面的应用技术；
2.对现有FPGA的逻辑结构进行分析，并利用SOI工艺进行相应的RAM块加固设计；
3.设计FPGA的时序方案，并利用模拟器进行验证；
4.设计FPGA的抗辐射性能测试方案，并进行测试，记录、分析测试数据；
5.对测试数据进行处理分析，并结合FPGA设计中出现的问题，提出相应的解决方案；
6.最终对FPGA加固后的抗辐射性能进行验证和分析，并对整个设计流程进行总结。
四、研究计划与时间安排
研究计划按季度划分，具体时间安排如下：
第一季度（2022.3-2022.5）：学习SOI工艺原理和其在辐射加固方面的应用技术；
第二季度（2022.6-2022.8）：对现有FPGA的逻辑结构和RAM块进行分析，并利用SOI工艺进行相应的加固设计；
第三季度（2022.9-2022.11）：设计FPGA的时序方案，利用模拟器进行验证，并优化设计方案；
第四季度（2022.12-2023.2）：设计FPGA的抗辐射性能测试方案，并进行测试，并结合FPGA设计中出现的问题，提出相应的解决方案；
第五季度（2023.3-2023.5）：对测试数据进行处理分析，并对FPGA加固后的抗辐射性能进行验证和分析；
第六季度（2023.6-2023.8）：撰写毕业论文并进行答辩。
五、参考文献
1.CheolLeeetal.StudyonTotalIonizingDoseEffectsinSOI-basedFPGAs,2019.
2.JingjingZhangetal.ADual-Threshold-VoltageCircuitDesignforSOI-MOSFETstoImproveRadiationHardness,2019.
3.JiamingJinetal.RadiationhardenedRAMdesignsforspaceapplicationsbasedonSTMicroelectronics65nmRH-SOICMOStechnology,2017.
4.柴学军等.基于多级级联防护的辐射硅上绝缘体场效应管(TD-SOIRFET)，2019。
5.MartinBouchezetal.AComprehensiveBenchmarkofRadiation-HardenedSRAMforSpaceApplications,2018.