近日，系统结构实验室抗辐照加固团队提出并实现了一种加固锁存器QUAD-HSRM，并通过对锁存器进行矩阵建模，提出了一个快速检测锁存器多点翻转自恢复率的算法，基于该算法进一步提出了锁存器自恢复率优化算法。相关成果以”A Low-Cost Quadruple-Node-Upset Tolerant Latch Design and Recovery Rate Optimization Algorithm”为题发表在宇航领域的国际顶级期刊IEEE TRANSACTIONS ON AEROSPACE AND ELECTRONIC SYSTEMS。

随着纳米级 CMOS 技术尺寸的不断缩小，电路节点的临界电荷显著降低，导致节点极易受到软错误的影响。本文提出了一种高性能单节点翻转自恢复存储单元（HSRM）。基于四个HSAM，提出了一种名为QUAD-HSRM的锁存器，该锁存器能够完全容忍四节点翻转（QNU）。此外，本文提出了一种基于电路矩阵的验证算法，该算法不局限于C单元，能够自动检测锁存器的多节点翻转恢复率和阻塞率。基于此算法，提出了一种自动提升锁存器恢复率的优化算法，并利用该算法对QUAD-HSRM进行了优化，得到QUAD-HSRM-PRO。与QUAD-HSRM相比，QUAD-HSRM-PRO的QNU恢复率从54.94%提升至95.76%。与其他QNU加固锁存器相比，QUAD-HSRM-PRO的平均功耗降低了45.02%，平均功耗延迟积（PDP）降低了33.07%，平均建立时间缩短了8.00%，平均临界电荷（Qcrit）提高了80.56%。

该论文得到国家自然科学基金项目的资助。合肥工业大学为该论文第一署名单位。作者包括黄正峰教授、蒋欣宇、张雨晴、王晓蕾副教授、鲁迎春副教授，潘俊，程凡教授，温晓青教授（IEEE Fellow），闫爱斌教授为本文通讯作者。

论文链接地址：https://doi.org/10.1109/TAES.2025.3581546