JP3759740B2 - Data holding circuit - Google Patents

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Description

本発明は、ラッチ回路などのデータ保持回路に関し、特にα線や中性子によるソフトエラーの発生を低減したデータ保持回路に関する。   The present invention relates to a data holding circuit such as a latch circuit, and more particularly to a data holding circuit that reduces the occurrence of soft errors due to α rays and neutrons.

従来から宇宙空間や航空機などで使用される半導体装置では、α線や中性子などの放射線によるソフトエラーの発生が問題とされてきた。近年、半導体装置の高集積化及び低電圧化が進められており、それに伴って地上で使用される半導体装置でも放射線によるソフトエラーの発生が無視できなくなってきた。今後半導体装置の一層の微細化が進めば、地上で使用される半導体装置でも放射線によるソフトエラー発生率の増加が懸念され、その影響が無視できなくなることは明らかである。このようなことを背景として、様々な分野の半導体装置でソフトエラー対策が必要になってきている。   Conventionally, in semiconductor devices used in outer space and aircraft, the occurrence of soft errors due to radiation such as α rays and neutrons has been a problem. In recent years, higher integration and lower voltage of semiconductor devices have been promoted, and accordingly, generation of soft errors due to radiation can no longer be ignored in semiconductor devices used on the ground. If semiconductor devices are further miniaturized in the future, it is clear that even in semiconductor devices used on the ground, there is a concern about an increase in the occurrence rate of soft errors due to radiation, and the influence cannot be ignored. Against this background, countermeasures for soft errors are required in semiconductor devices in various fields.

メモリなどでは、冗長ビットを持たせてソフトエラー発生を検出したり、訂正符号を用いたり、モジュール多重化による多数決方法などによって、数クロックかけて補正することが行われているが、半導体テクノロジが微細化、高速化する論理回路においてもソフトエラー対策が求められている。論理回路においてソフトエラーの影響が大きいのはラッチ回路などのデータ保持回路である。組合せ回路のデータなどは一時的にデータが反転しても前段のデータが反転しない限り再び元のデータに戻るので影響の範囲は制限されるが、保持されているデータが反転してそのまま保持されると、反転したデータが伝播して広い範囲に影響することになる。このため、特にデータ保持回路のソフトエラー対策が求められており、本発明は特に訂正モジュールを必要とせず、なお1クロックサイクル内に訂正するデータ保持回路のソフトエラー対策に関係する。   In memories, etc., correction is performed over several clocks by using redundant bits to detect the occurrence of soft errors, using correction codes, or by majority voting by module multiplexing. Countermeasures against soft errors are also demanded in logic circuits that are becoming finer and faster. A data holding circuit such as a latch circuit has a large influence of a soft error in a logic circuit. Even if the data of the combinational circuit is temporarily inverted, the range of influence is limited because it returns to the original data again unless the previous data is inverted, but the retained data is inverted and held as it is Then, the inverted data propagates and affects a wide range. For this reason, in particular, countermeasures against soft errors in the data holding circuit are required, and the present invention does not require a correction module, and relates to countermeasures against soft errors in the data holding circuit that corrects within one clock cycle.

MOSトランジスタでは、その構造から、NMOSでは高論理レベル(データ:1)から低論理レベル(データ:0)へのソフトエラー、PMOSでは低論理レベル(データ:0)から高論理レベル(データ:1)へのソフトエラーのみが生じるという特徴がある。なお、以下の説明では、データは0と1で表すこととする。   In the MOS transistor, due to its structure, the soft error from the high logic level (data: 1) to the low logic level (data: 0) in the NMOS, and the low logic level (data: 0) to the high logic level (data: 1 in the PMOS). ) Only a soft error occurs. In the following description, data is represented by 0 and 1.

非特許文献1及び特許文献1は、データ保持回路におけるソフトエラー対策を記載しているが、いずれの回路も、上記のようなNMOSでは1→0、PMOSでは0→1のエラーしか発生しないという特徴に着目して、ラッチしたデータを保持するノードをNMOSのみで構成される部分と、PMOSのみで構成される部分に分割して、同じデータを保持し、相互に保持データを補正する構成になっている。同じデータであるからソフトエラーは一方にのみ発生し、他方には発生しないので、エラーのない他方のデータでエラーの生じた一方のデータを補正する。   Non-Patent Document 1 and Patent Document 1 describe countermeasures against soft errors in a data holding circuit, but both circuits generate only errors of 1 → 0 in the NMOS as described above and 0 → 1 in the PMOS. Focusing on the features, the node that holds the latched data is divided into a part consisting only of NMOS and a part consisting only of PMOS, so that the same data is held and the held data is corrected mutually. It has become. Since they are the same data, a soft error occurs only in one side and does not occur in the other. Therefore, one data in which an error has occurred is corrected with the other data having no error.

しかし、これらの回路構成では、NMOS側のノードとPMOS側のノードがフィードバックする形で接続されているため、動作速度が遅いという問題がある。更に、多数のトランジスタを使用しているため構成が複雑で回路規模が大きくなるという問題もある。   However, in these circuit configurations, there is a problem that the operation speed is slow because the NMOS side node and the PMOS side node are connected in a feedback manner. Further, since a large number of transistors are used, there is a problem that the configuration is complicated and the circuit scale becomes large.

更に、フィードバックパスが常に動作している構成なので、電荷の発生によって起きたグリッチがフィードバックパスの遅延時間よりも長く反転すれば、ノードのエラーが他の保持ノードに伝播してしまうという問題もある。   Further, since the feedback path is always in operation, there is a problem that if a glitch caused by the generation of charge is inverted longer than the delay time of the feedback path, a node error is propagated to other holding nodes. .

このような問題を解決するため、本出願人による特許文献2は、図1に示すようなデータ保持回路を記載している。このデータ保持回路は、クロックCK、CKBに同期して入力データDを取り込んで保持する入力ゲート回路TFGと、入力ゲート回路に保持されたデータがゲートに印加されるCMOS構成のインバータInv1を備える従来のデータ保持回路に、PチャンネルトランジスタP0とP1で構成されるプルアップ経路とNチャンネルトランジスタN0とN1で構成されるプルダウン経路を更に設けた点が特徴である。データ保持回路のデータ保持ノードDHに保持されたデータにソフトエラーが発生した時には、プルアップ経路のデータ保持ノードPDHとプルダウン経路のデータ保持ノードNDHのデータで補正される。また、プルアップ経路のデータ保持ノードPDH又はプルダウン経路のデータ保持ノードNDHのデータにソフトエラーが発生した時には、PチャンネルトランジスタP1又はNチャンネルトランジスタN1がオフして補正機能が働かなくなるので、データ保持ノードDHに保持されたデータには影響しない。   In order to solve such problems, Patent Document 2 by the present applicant describes a data holding circuit as shown in FIG. This data holding circuit includes a conventional input gate circuit TFG that takes in and holds input data D in synchronization with clocks CK and CKB, and an inverter Inv1 having a CMOS configuration in which the data held in the input gate circuit is applied to the gate. This data holding circuit is characterized in that a pull-up path constituted by P-channel transistors P0 and P1 and a pull-down path constituted by N-channel transistors N0 and N1 are further provided. When a soft error occurs in the data held in the data holding node DH of the data holding circuit, it is corrected with the data of the data holding node PDH in the pull-up path and the data holding node NDH in the pull-down path. Further, when a soft error occurs in the data of the data holding node PDH of the pull-up path or the data holding node NDH of the pull-down path, the P channel transistor P1 or the N channel transistor N1 is turned off and the correction function does not work. The data held in the node DH is not affected.

図1のデータ保持回路では、PチャンネルトランジスタP51、P52及びNチャンネルトランジスタN51、N52を更に設けて、プルアップ経路のデータ保持ノードPDH又はプルダウン経路のデータ保持ノードNDHのデータを相互に補正するようにフィードバックするスタティック型としている。これにより、データ保持ノードPDH及びNDHのデータは、安定的に保持される。   In the data holding circuit of FIG. 1, P-channel transistors P51 and P52 and N-channel transistors N51 and N52 are further provided so as to mutually correct the data of the data holding node PDH of the pull-up path or the data holding node NDH of the pull-down path. It is a static type that feeds back. Thereby, the data of the data holding nodes PDH and NDH are stably held.

図1の従来例では、NDHとDHに保持されたデータでPDHのデータを、PDHとDHに保持されたデータでNDHを補正しているが、各データ保持ノードにソフトエラーが発生しても他に影響しない構成にしている。具体的には、PDHは、PチャンネルトランジスタP51とNチャンネルトランジスタN52の2個のトランジスタを介して低電位電源に接続され、NDHは、NチャンネルトランジスタN51とPチャンネルトランジスタP52の2個のトランジスタを介して高電位電源に接続されている。例えば、DHが高レベル(H)でPDHとNDHが低レベル(L)の時に、P51とN52がオン状態になりPDHを低電位電源に接続して、PDHをスタティックにLに保持する。   In the conventional example of FIG. 1, PDH data is corrected by data held in NDH and DH, and NDH is corrected by data held in PDH and DH. However, even if a soft error occurs in each data holding node. It has a configuration that does not affect others. Specifically, PDH is connected to a low-potential power supply through two transistors, a P-channel transistor P51 and an N-channel transistor N52, and NDH connects two transistors, an N-channel transistor N51 and a P-channel transistor P52. Via a high potential power source. For example, when DH is at a high level (H) and PDH and NDH are at a low level (L), P51 and N52 are turned on, PDH is connected to a low potential power source, and PDH is statically held at L.

DHがLでPDHとNDHがHの時には、P51とN52はオフ状態になる。ここで、DHがLからHに変化するソフトエラーが発生してN52がオン状態になっても、P51はオン状態にならないので、PDHがLに変化することはない。同様に、NDHがHからLに変化するソフトエラーが発生しても、N52はオフ状態を維持するので、PDHがLに変化することはない。また、PDHはPチャンネルトランジスタのみに接続されているので、PDH自体がHからLに変化することはない。NDHについても同様である。   When DH is L and PDH and NDH are H, P51 and N52 are turned off. Here, even if a soft error in which DH changes from L to H occurs and N52 is turned on, P51 does not turn on, so PDH does not change to L. Similarly, even if a soft error occurs in which NDH changes from H to L, N52 remains off, so PDH does not change to L. Since PDH is connected only to the P-channel transistor, PDH itself does not change from H to L. The same applies to NDH.

K.Joe Hass,Jody W. Gambles: "Mitigating Single Event Upsets From Combinational Logic" 7th NASA Symposium on VLSI Design 1998K. Joe Hass, Jody W. Gambles: "Mitigating Single Event Upsets From Combinational Logic" 7th NASA Symposium on VLSI Design 1998 米国特許6,026,011号US Patent 6,026,011 特開2003−273709号公報JP 2003-273709 A

しかし、図1のデータ保持回路では、PDHはP51とN52の2個のトランジスタを介して低電位電源に接続されているため、PDHがLである時でも十分にLレベルにならないという問題がある。また、PDHはすべてPチャンネルトランジスタに接続されているため、PDHがLの時にリークがあり、データ保持時間が不十分であるという問題がある。NDHについても同様の問題がある。   However, in the data holding circuit of FIG. 1, since PDH is connected to a low potential power source through two transistors P51 and N52, there is a problem that even when PDH is L, the level is not sufficiently low. . Further, since all the PDHs are connected to the P-channel transistors, there is a problem that there is a leak when PDH is L, and the data holding time is insufficient. There is a similar problem with NDH.

また、非特許文献1、特許文献1及び特許文献2に記載されたデータ保持回路は、各データ保持ノードに個別に発生するα線によるソフトエラーに対する耐性は向上できるが、複数のデータ保持ノードで同時に発生する中性子によるソフトエラーに対する耐性を向上することはできない。この問題を解決するため、特許文献2は、同時にソフトエラーが発生することがあり得るデータを保持するトランジスタのドレインを離して配置するレイアウトを記載している。しかし、論理回路ブロックの中で1個のデータ保持回路に割り当てられる面積は限られており、レイアウトの改良だけでは、複数のデータ保持ノードで同時に発生するソフトエラーに対しては、十分に改善できないという問題があった。   In addition, the data holding circuits described in Non-Patent Document 1, Patent Document 1 and Patent Document 2 can improve resistance to soft errors caused by α rays generated individually in each data holding node. The resistance to soft errors caused by neutrons generated at the same time cannot be improved. In order to solve this problem, Patent Document 2 describes a layout in which the drains of transistors that hold data that may simultaneously cause a soft error are arranged apart from each other. However, the area allocated to one data holding circuit in the logic circuit block is limited, and it is not possible to sufficiently improve a soft error that occurs simultaneously at a plurality of data holding nodes only by improving the layout. There was a problem.

本発明は、上記のような問題点を解決して、データ保持回路のソフトエラーに対する耐性を一層向上することを目的とする。   SUMMARY OF THE INVENTION An object of the present invention is to solve the above-described problems and further improve the tolerance of a data holding circuit against a soft error.

上記目的を実現するため、本発明の第1の態様のデータ保持回路は、クロックに同期して入力データをデータ保持ノードに取り込んで保持し、保持したデータを出力するデータ保持部と、クロックに同期して入力データをプルアップ制御信号として第1補正データ保持ノードに取り込んで保持するPチャンネルトランジスタで構成される第1ゲート回路と、前記プルアップ制御信号が直接ゲートに印加され、前記プルアップ制御信号が低レベルの時に前記データ保持ノードに保持されたデータを高レベルにプルアップする第1Pチャンネルトランジスタとを有する第1補正回路と、前記クロックに同期して入力データをプルダウン制御信号として第2補正データ保持ノードに取り込んで保持するNチャンネルトランジスタで構成される第2ゲート回路と、前記プルダウン制御信号が直接ゲートに印加され、前記プルダウン制御信号が高レベルの時に前記データ保持ノードに保持されたデータを低レベルにプルダウンする第1Nチャンネルトランジスタとを有する第2補正回路とを有する特許文献2に記載された構成において、第1補正データ保持ノードを1段の第2Nチャンネルトランジスタで低電位電源に接続し、第2補正データ保持ノードを1段の第2Pチャンネルトランジスタで高電位電源にそれぞれ接続することを特徴とする。第2Nチャンネルトランジスタが、データ保持ノードに保持されたデータが高レベルの時に導通(オン)するように制御する第1補正制御回路と、第2Pチャンネルトランジスタが、データ保持ノードに保持されたデータが低レベルの時に導通(オン)するように制御する第2補正制御回路とを更に設ける。   To achieve the above object, the data holding circuit according to the first aspect of the present invention includes a data holding unit that takes in and holds input data in a data holding node in synchronization with a clock, and outputs the held data. A pull-up control signal is applied directly to the gate, and a first gate circuit composed of a P-channel transistor that captures and holds input data as a pull-up control signal in a first correction data holding node in synchronization with the pull-up control signal. A first correction circuit having a first P channel transistor for pulling up the data held in the data holding node to a high level when the control signal is at a low level, and input data as a pull-down control signal in synchronization with the clock. 2 A second gate composed of an N-channel transistor is stored in the correction data holding node. And a first N-channel transistor for pulling down the data held in the data holding node to a low level when the pull-down control signal is directly applied to the gate and the pull-down control signal is at a high level. The first correction data holding node is connected to the low-potential power source by one stage of the second N-channel transistor, and the second correction data holding node is set by one stage of the second P-channel transistor. Each is connected to a high potential power source. A first correction control circuit that controls the second N-channel transistor to be conductive (ON) when the data held in the data holding node is at a high level, and the second P-channel transistor receives the data held in the data holding node. A second correction control circuit is further provided for controlling to turn on (turn on) at a low level.

この構成であれば、第1補正データ保持ノードを1段の第2Nチャンネルトランジスタで低電位電源に接続するため、第1補正データ保持ノードの電位を十分にLレベルにできる。同様に、第2補正データ保持ノードを1段の第2Pチャンネルトランジスタで高電位電源に接続するため、第2補正データ保持ノードの電位を十分にHレベルにできる。   With this configuration, since the first correction data holding node is connected to the low-potential power supply by the one-stage second N-channel transistor, the potential of the first correction data holding node can be made sufficiently low. Similarly, since the second correction data holding node is connected to the high potential power source by the second P channel transistor in one stage, the potential of the second correction data holding node can be sufficiently set to the H level.

ただし、この構成では、第1補正データ保持ノードは第2Nチャンネルトランジスタで低電位電源に直接接続されるため、この第2Nチャンネルトランジスタにソフトエラーが発生すると、第1補正データ保持ノードの電位がHからLに変化してデータ保持ノードに影響する可能性がある。そこで、この第2Nチャンネルトランジスタは放射線がこの第2Nチャンネルトランジスタの部分に入射する可能性を小さくするために、できるだけ小さいサイズとする。第2補正データ保持ノードを高電位電源に接続する第2Pチャンネルトランジスタにも同様の問題があるので、サイズを小さくする。   However, in this configuration, since the first correction data holding node is directly connected to the low potential power supply by the second N channel transistor, the potential of the first correction data holding node becomes H when a soft error occurs in the second N channel transistor. May change from L to L and affect the data holding node. Therefore, the second N-channel transistor has a size as small as possible in order to reduce the possibility of radiation entering the portion of the second N-channel transistor. Since the second P-channel transistor connecting the second correction data holding node to the high potential power supply has the same problem, the size is reduced.

第2Nチャンネルトランジスタ及び第2Pチャンネルトランジスタのゲートを直接データ保持ノードに接続すると、データ保持ノードのソフトエラーが直ちに第1及び第2補正データ保持ノードに影響するという問題が生じる。そこで、これらの第2Nチャンネルトランジスタ及び第2Pチャンネルトランジスタは、第1及び第2補正制御回路を介してデータ保持ノードのデータにより制御される。具体的には、第1補正制御回路では、第2Nチャンネルトランジスタのゲートを第3Pチャンネルトランジスタを介してデータ保持ノードに接続し、第2補正制御回路では、第2Pチャンネルトランジスタのゲートを第3Nチャンネルトランジスタを介してデータ保持ノードに接続する。そして、第3Pチャンネルトランジスタはプルダウン経路の電位により制御され、第3Nチャンネルトランジスタはプルアップ経路の電位により制御されるように構成する。これにより、データ保持ノードにソフトエラーが発生しても、第1及び第2補正データ保持ノードに影響することはない。   If the gates of the second N-channel transistor and the second P-channel transistor are directly connected to the data holding node, there arises a problem that a soft error of the data holding node immediately affects the first and second correction data holding nodes. Therefore, the second N-channel transistor and the second P-channel transistor are controlled by the data of the data holding node through the first and second correction control circuits. Specifically, in the first correction control circuit, the gate of the second N-channel transistor is connected to the data holding node via the third P-channel transistor, and in the second correction control circuit, the gate of the second P-channel transistor is connected to the third N-channel. The transistor is connected to the data holding node through the transistor. The third P-channel transistor is controlled by the potential of the pull-down path, and the third N-channel transistor is controlled by the potential of the pull-up path. Thus, even if a soft error occurs in the data holding node, the first and second correction data holding nodes are not affected.

更に、第3Pチャンネルトランジスタ及び第3Nチャンネルトランジスタがオフの時、第2Nチャンネルトランジスタ及び第2Pチャンネルトランジスタのゲートがフローティング状態になるので、不安定になるという問題がある。そこで、第1補正制御回路では、第2Nチャンネルトランジスタのゲートを第4Nチャンネルトランジスタを介して低電位電源に接続し、第2補正制御回路では、第2Pチャンネルトランジスタのゲートを第4Pチャンネルトランジスタを介して高電位電源に接続する。そして、第4Nチャンネルトランジスタは第2補正データ保持ノードの電位により制御され、第4Pチャンネルトランジスタは第1補正データ保持ノードの電位により制御されるように構成する。   In addition, when the third P-channel transistor and the third N-channel transistor are off, the gates of the second N-channel transistor and the second P-channel transistor are in a floating state, which causes a problem of instability. Therefore, in the first correction control circuit, the gate of the second N-channel transistor is connected to the low potential power supply via the fourth N-channel transistor, and in the second correction control circuit, the gate of the second P-channel transistor is connected via the fourth P-channel transistor. Connect to a high potential power supply. The fourth N-channel transistor is controlled by the potential of the second correction data holding node, and the fourth P-channel transistor is controlled by the potential of the first correction data holding node.

上記の構成で、第1補正データ保持ノードがLレベルの時には、第2Nチャンネルトランジスタがオンしているので第1補正データ保持ノードは低電位電源に接続されて安定している。しかし、第1補正データ保持ノードがHレベルの時には、第2Nチャンネルトランジスタがオフしており、第1補正データ保持ノードはフローティング状態である。そのため、第2Nチャンネルトランジスタにソフトエラーが発生してオンすると、第1補正データ保持ノードがHレベルからLレベルに変化して第1Pチャンネルトランジスタがオンしてデータ保持ノードに影響する。そこで、第1補正データ保持ノードを第5Pチャンネルトランジスタで高電位電源に接続する。第5Pチャンネルトランジスタのゲートは、第2Nチャンネルトランジスタのゲートに接続される。これにより、第2Nチャンネルトランジスタと第5Pチャンネルトランジスタが相補的に動作して、第1補正データ保持ノードが安定する。同様の理由で、第2補正データ保持ノードを第5Nチャンネルトランジスタで低電位電源に接続し、第5Nチャンネルトランジスタのゲートは第2Pチャンネルトランジスタのゲートに接続する。   With the above configuration, when the first correction data holding node is at the L level, the second N-channel transistor is turned on, so that the first correction data holding node is connected to the low potential power source and is stable. However, when the first correction data holding node is at the H level, the second N-channel transistor is off and the first correction data holding node is in a floating state. Therefore, when a soft error occurs in the second N-channel transistor and it turns on, the first correction data holding node changes from H level to L level, and the first P channel transistor turns on and affects the data holding node. Therefore, the first correction data holding node is connected to the high potential power supply by the fifth P channel transistor. The gate of the fifth P-channel transistor is connected to the gate of the second N-channel transistor. As a result, the second N-channel transistor and the fifth P-channel transistor operate complementarily, and the first correction data holding node is stabilized. For the same reason, the second correction data holding node is connected to the low potential power source by the fifth N-channel transistor, and the gate of the fifth N-channel transistor is connected to the gate of the second P-channel transistor.

また、第1補正データ保持ノードは、第2Nチャンネルトランジスタに接続されているので、HレベルからLレベルに変化するソフトエラーが発生する可能性がある。第1Pチャンネルトランジスタは、第1補正データ保持ノードがHレベルの時にはオフしているがLレベルに変化するとオンして、データ保持ノードを変化させる可能性がある。そこで、第2Nチャンネルトランジスタは抵抗素子を介して第1補正データ保持ノードに接続する。これにより、第1補正データ保持ノードがHレベルの時にLレベルに変化する可能性は、第1補正データ保持ノードが直接第2Nチャンネルトランジスタに接続されるより著しく低下する。同様の理由で、第2Pチャンネルトランジスタは抵抗素子を介して第2補正データ保持ノードに接続する。   Further, since the first correction data holding node is connected to the second N-channel transistor, a soft error that changes from H level to L level may occur. The first P-channel transistor is turned off when the first correction data holding node is at the H level, but may be turned on when the first correction data holding node is changed to the L level to change the data holding node. Therefore, the second N-channel transistor is connected to the first correction data holding node via the resistance element. As a result, the possibility that the first correction data holding node changes to the L level when the first correction data holding node is at the H level is significantly lower than when the first correction data holding node is directly connected to the second N-channel transistor. For the same reason, the second P-channel transistor is connected to the second correction data holding node via the resistance element.

更に、第1補正データ保持ノードがLレベルの時、第2NチャンネルトランジスタのゲートはHレベルである。第2Nチャンネルトランジスタのゲートは、第4Nチャンネルトランジスタに接続されているので、HレベルからLレベルに変化するソフトエラーが発生する可能性があり、このようなソフトエラーが発生すると、第5Pチャンネルトランジスタがオンして第1補正データ保持ノードをLレベルからHレベルに変化させる可能性がある。このような変化が起きても、第1Pチャンネルトランジスタがオフして第1補正回路が切り離されるだけであるが、このような状態は好ましくない。そこで、第5Pチャンネルトランジスタは抵抗素子を介して第1補正データ保持ノードに接続する。これにより、第1補正データ保持ノードがLレベルの時にHレベルに変化する可能性が低減される。同様の理由で、第5Nチャンネルトランジスタは抵抗素子を介して第2補正データ保持ノードに接続する。   Further, when the first correction data holding node is at L level, the gate of the second N-channel transistor is at H level. Since the gate of the second N-channel transistor is connected to the fourth N-channel transistor, a soft error that changes from H level to L level may occur. When such a soft error occurs, the fifth P-channel transistor May turn on and change the first correction data holding node from the L level to the H level. Even if such a change occurs, only the first P-channel transistor is turned off and the first correction circuit is disconnected, but such a state is not preferable. Therefore, the fifth P-channel transistor is connected to the first correction data holding node via the resistance element. As a result, the possibility of changing to the H level when the first correction data holding node is at the L level is reduced. For the same reason, the fifth N-channel transistor is connected to the second correction data holding node through the resistance element.

上記の抵抗素子は、拡散抵抗で構成することが望ましく、第1補正データ保持ノードに接続される抵抗はP型拡散抵抗を使用し、第2補正データ保持ノードに接続される抵抗はN型拡散抵抗で構成する。   The resistance element is preferably composed of a diffused resistor, a resistor connected to the first correction data holding node uses a P-type diffused resistor, and a resistor connected to the second correction data holding node is an N-type diffused resistor. Consist of resistors.

また、第1補正データ保持ノードのゲート回路を構成するPチャンネルトランジスタは、他のPチャンネルトランジスタよりゲート長が長く、第2補正データ保持ノードを構成するNチャンネルトランジスタは、他のNチャンネルトランジスタよりゲート長が長いことが望ましい。これにより第1及び第2補正データ保持ノードのリークが低減できる。   In addition, the P channel transistor constituting the gate circuit of the first correction data holding node has a longer gate length than the other P channel transistors, and the N channel transistor constituting the second correction data holding node is more than the other N channel transistors. A long gate length is desirable. As a result, the leakage of the first and second correction data holding nodes can be reduced.

更に、ソフトエラーに対する耐性を一層向上するために、データ保持ノード、第1補正データ保持ノード、第2補正データ保持ノード、第2Nチャンネルトランジスタ及び第2Nチャンネルトランジスタの少なくとも1つに容量素子を接続してもよい。   Further, in order to further improve the resistance against soft errors, a capacitive element is connected to at least one of the data holding node, the first correction data holding node, the second correction data holding node, the second N channel transistor, and the second N channel transistor. May be.

以上本発明の第1の態様について説明したが、第1の態様の構成では、各ノードで個別に発生したソフトエラーは伝播せず、直ちに補正される。α線で発生するソフトエラーは各ノード毎に限られるので、言い換えれば、第1の態様はα線によるソフトエラーに対する耐性を向上できる。しかし、中性子によるソフトエラーは、今後の半導体テクノロジの微細化に伴い各ノード毎のエラーに限られず、隣接する複数のノードで発生することが懸念されるため、第1の態様のデータ保持回路でもソフトエラー耐性は十分とはいえない。非特許文献1、特許文献1及び2などに記載された構成も、複数のノードで発生するソフトエラーに対しては、十分な耐性を有さない。   Although the first aspect of the present invention has been described above, in the configuration of the first aspect, soft errors that have occurred individually at each node do not propagate and are corrected immediately. Since the soft error generated by the α ray is limited for each node, in other words, the first mode can improve the resistance against the soft error caused by the α ray. However, since soft errors due to neutrons are not limited to errors at each node as semiconductor technology becomes smaller in the future, there is a concern that they may occur at a plurality of adjacent nodes. Soft error tolerance is not enough. The configurations described in Non-Patent Document 1, Patent Documents 1 and 2, and the like do not have sufficient resistance against soft errors that occur in a plurality of nodes.

本発明の第2の態様は、このような複数のノードで発生するソフトエラーに対する耐性を向上できる。本発明の第2の態様のデータ保持回路は、放射線などの外乱により活性化して、ハイインピーダンス状態から、データ保持回路の出力に応じたデータを出力する状態に変化するエラーリカバリィ回路を更に設け、エラーリカバリィ回路の出力でデータ保持回路の状態を補正するようにフィードバックすることを特徴とする。   The second aspect of the present invention can improve resistance to soft errors that occur in such a plurality of nodes. The data holding circuit according to the second aspect of the present invention further includes an error recovery circuit that is activated by a disturbance such as radiation and changes from a high impedance state to a state that outputs data according to the output of the data holding circuit, Feedback is provided so as to correct the state of the data holding circuit based on the output of the error recovery circuit.

本発明の第2の態様のエラーリカバリィ回路は、Nチャンネルトランジスタと第1微小電流源とを備え、外乱により活性化する第1センサ回路と、Pチャンネルトランジスタと第2微小電流源とを備え、外乱により活性化する第2センサ回路と、前記第1及び第2センサ回路が活性化した時に、出力が、ハイインピーダンス状態から、入力データに応じたデータを出力する状態に変化するスイッチとを備えることを特徴とする。   An error recovery circuit according to a second aspect of the present invention includes an N-channel transistor and a first minute current source, and includes a first sensor circuit that is activated by a disturbance, a P-channel transistor, and a second minute current source, A second sensor circuit that is activated by a disturbance; and a switch that changes an output from a high impedance state to a state that outputs data according to input data when the first and second sensor circuits are activated. It is characterized by that.

エラーリカバリィ回路のスイッチ回路は、データ保持回路の複数の部分の状態を補正できるように、入力データに応じた複数の異なるデータを出力する複数のノードを備える。   The switch circuit of the error recovery circuit includes a plurality of nodes that output a plurality of different data corresponding to input data so that the states of a plurality of portions of the data holding circuit can be corrected.

第1及び第2センサ回路が放射線に対して活性化する感度は、データ保持ノードが放射線に対して保持データを変化させる感度より高いように設定する。   The sensitivity with which the first and second sensor circuits are activated with respect to radiation is set to be higher than the sensitivity with which the data retention node changes the retention data with respect to radiation.

第2の態様のエラーリカバリィ回路は、どのようなデータ保持回路にでも付加することが可能である。また、エラーリカバリィ回路は、データ保持回路の中心付近に設ける。   The error recovery circuit according to the second aspect can be added to any data holding circuit. The error recovery circuit is provided near the center of the data holding circuit.

第2の態様を第1の態様のデータ保持回路に適用する場合には、第1の態様のデータ保持回路に、上記の第2の態様のエラーリカバリィ回路を設け、データ保持ノードの出力がエラーリカバリィ回路の入力データとして入力され、エラーリカバリィ回路のスイッチの複数の出力データが、データ保持回路のデータ保持ノード、第1補正データ保持ノード及び第2補正データ保持ノードにフィードバックされるように構成する。   When the second mode is applied to the data holding circuit of the first mode, the error recovery circuit of the second mode is provided in the data holding circuit of the first mode, and the output of the data holding node is an error. A plurality of output data of the error recovery circuit switch that are input as input data of the recovery circuit are fed back to the data holding node, the first correction data holding node, and the second correction data holding node of the data holding circuit. .

本発明の第2の態様によれば、中性子などに複数のノードでソフトエラーが発生した場合、データ保持回路のデータ保持ノード、第1補正データ保持ノード及び第2補正データ保持ノードでソフトエラーが発生してデータ保持回路の出力がエラーリカバリィ回路に伝播する前に、エラーリカバリィ回路はいち早く活性化して、ソフトエラーが発生する前のデータ保持回路の出力に応じたデータを出力する状態になる。このエラーリカバリィ回路の出力は、データ保持回路のデータ保持ノード、第1補正データ保持ノード及び第2補正データ保持ノードに、これらのノードをソフトエラーが発生する前の状態に維持するようにフィードバックされるので、正常な状態が維持される。   According to the second aspect of the present invention, when a soft error occurs in a plurality of nodes such as neutrons, a soft error occurs in the data holding node, the first correction data holding node, and the second correction data holding node of the data holding circuit. Before being generated and propagating the output of the data holding circuit to the error recovery circuit, the error recovery circuit is quickly activated to output data corresponding to the output of the data holding circuit before the soft error occurs. The output of the error recovery circuit is fed back to the data holding node, the first correction data holding node, and the second correction data holding node of the data holding circuit so as to maintain these nodes in the state before the soft error occurs. Therefore, a normal state is maintained.

なお、ソフトエラーにより変化したデータ保持回路の出力がエラーリカバリィ回路に伝播していくことが懸念されるが、この問題はエラーリカバリィ回路の時定数を適切な値に設定することで防止できる。例えば、エラーリカバリィ回路が活性化される時定数を中性子ソフトエラーによるパルス期間に略等しく設定し、データ保持回路でエラーが発生する期間は、エラーリカバリィ回路からフィードバックして、データ保持回路のデータを強制的に正しいデータに保持するようにする。言い換えれば、データ保持回路ではソフトエラーを発生させないように時定数を設定する。エラーリカバリィ回路の時定数は微小電流源で設定できる。   Although there is a concern that the output of the data holding circuit changed due to the soft error is propagated to the error recovery circuit, this problem can be prevented by setting the time constant of the error recovery circuit to an appropriate value. For example, the time constant for activating the error recovery circuit is set to be approximately equal to the pulse period due to the neutron soft error, and during the period in which an error occurs in the data holding circuit, the data in the data holding circuit is fed back from the error recovery circuit. Force data to be stored correctly. In other words, the data holding circuit sets a time constant so as not to generate a soft error. The time constant of the error recovery circuit can be set with a minute current source.

なお、エラーリカバリィ回路の活性化する感度は、データ保持回路が放射線に対して保持データを変化させる感度より高く設定されことが望ましいが、その場合エラーリカバリィ回路で頻繁に(主としてα線による)ソフトエラーが発生することになる。しかし、エラーリカバリィ回路が活性化して出力するデータは、データ保持回路が正常な状態である場合のデータであり、それをフィードバックしてもデータ保持回路の各部は同じデータであり、特に問題は生じない。   It should be noted that the sensitivity for activating the error recovery circuit is preferably set higher than the sensitivity at which the data holding circuit changes the stored data with respect to radiation, but in that case, the error recovery circuit frequently (mainly by alpha rays) An error will occur. However, the data output when the error recovery circuit is activated is data when the data holding circuit is in a normal state, and even if it is fed back, each part of the data holding circuit is the same data, and there is a particular problem. Absent.

以上説明したように、本発明の第1の態様によれば、ソフトエラーが発生したとしても補正されて最終的な出力信号は正常な値に維持でき、次段へソフトエラーが伝播しないデータ保持回路が得られる。   As described above, according to the first aspect of the present invention, even if a soft error occurs, it is corrected and the final output signal can be maintained at a normal value, and the data holding is performed so that the soft error does not propagate to the next stage. A circuit is obtained.

また、本発明の第2の態様によれば、複数のノードで同時にソフトエラーが発生しても補正が可能なデータ保持回路が得られる。   Further, according to the second aspect of the present invention, it is possible to obtain a data holding circuit that can correct even if soft errors occur simultaneously in a plurality of nodes.

図2は、本発明の第1実施例のデータ保持回路の構成を示す図である。図示のように、第1実施例のデータ保持回路は、クロックCK、CKBに同期して入力データDをデータ保持ノードDHに取り込むクロック同期インバータCKInvと、データQを出力するインバータInv1とを有するデータ保持部1と、クロックに同期して入力データDをプルアップ制御信号として第1補正データ保持ノードPDHに取り込んで保持するPチャンネルトランジスタP0で構成される第1ゲート回路と、プルアップ制御信号が直接ゲートに印加され、プルアップ制御信号が低レベルの時にデータ保持ノードDHに保持されたデータを高レベルにプルアップする第1PチャンネルトランジスタP1とを有する第1補正回路2と、クロックに同期して入力データDをプルダウン制御信号として第2補正データ保持ノードNDHに取り込んで保持するNチャンネルトランジスタN0で構成される第2ゲート回路と、プルダウン制御信号が直接ゲートに印加され、プルダウン制御信号が高レベルの時にデータ保持ノードDHに保持されたデータを低レベルにプルダウンする第1NチャンネルトランジスタN1とを有する第2補正回路3とを有する。この構成は、特許文献2に記載されているので、その説明は省略する。第1実施例のデータ保持回路は、上記の構成に加えて、第1補正データ保持ノードPDHを低電位電源に接続する第2NチャンネルトランジスタN2と、第2補正データ保持ノードNDHを高電位電源に接続する第2PチャンネルトランジスタP2と、第2NチャンネルトランジスタN2のゲートをデータ保持ノードDHに接続する第3PチャンネルトランジスタP3と、第2PチャンネルトランジスタP2のゲートをデータ保持ノードDHに接続する第3NチャンネルトランジスタN3と、第2NチャンネルトランジスタN2のゲートを低電位電源に接続する第4NチャンネルトランジスタN4と、第2PチャンネルトランジスタP2のゲートを高電位電源に接続する第4PチャンネルトランジスタP4とを有する。   FIG. 2 is a diagram showing the configuration of the data holding circuit according to the first embodiment of the present invention. As shown in the figure, the data holding circuit of the first embodiment includes data having a clock synchronous inverter CKIInv that takes input data D into a data holding node DH in synchronization with clocks CK and CKB, and an inverter Inv1 that outputs data Q. A holding unit 1, a first gate circuit composed of a P-channel transistor P0 that takes in and holds input data D as a pull-up control signal in the first correction data holding node PDH in synchronization with the clock, and a pull-up control signal A first correction circuit 2 having a first P-channel transistor P1 applied directly to the gate and pulling up the data held in the data holding node DH to a high level when the pull-up control signal is at a low level, and in synchronization with the clock The second correction data holding node ND using the input data D as a pull-down control signal A second gate circuit composed of an N-channel transistor N0 that captures and holds the data, and a pull-down control signal is directly applied to the gate, and when the pull-down control signal is high, the data held in the data holding node DH is set to low level And a second correction circuit 3 having a first N-channel transistor N1 to be pulled down. Since this configuration is described in Patent Document 2, description thereof is omitted. In addition to the above configuration, the data holding circuit according to the first embodiment has a second N-channel transistor N2 that connects the first correction data holding node PDH to a low potential power source, and a second correction data holding node NDH that uses a high potential power source. The second P-channel transistor P2 to be connected, the third P-channel transistor P3 to connect the gate of the second N-channel transistor N2 to the data holding node DH, and the third N-channel transistor to connect the gate of the second P-channel transistor P2 to the data holding node DH N3, a fourth N-channel transistor N4 that connects the gate of the second N-channel transistor N2 to the low-potential power supply, and a fourth P-channel transistor P4 that connects the gate of the second P-channel transistor P2 to the high-potential power supply.

第3PチャンネルトランジスタP3のゲートは第2補正データ保持ノードNDHに接続され、第3NチャンネルトランジスタN3のゲートは第1補正データ保持ノードPDHに接続され、第4NチャンネルトランジスタN4のゲートは第2補正データ保持ノードNDHに接続され、第4PチャンネルトランジスタP4のゲートは第1補正データ保持ノードPDHに接続される。なお、第2NチャンネルトランジスタN2のゲートを第1補助ノードPDH2で表し、第2PチャンネルトランジスタP2のゲートを第2補助ノードNDH2で表す。また、P3とN4で構成される部分が第1補正制御回路に相当し、N3とP4で構成される部分が第2補正制御回路に相当する。更に、図2のクロック同期インバータCKINvは、トランジスタで構成した状態を示している。   The gate of the third P-channel transistor P3 is connected to the second correction data holding node NDH, the gate of the third N-channel transistor N3 is connected to the first correction data holding node PDH, and the gate of the fourth N-channel transistor N4 is connected to the second correction data holding node PDH. Connected to the holding node NDH, the gate of the fourth P-channel transistor P4 is connected to the first correction data holding node PDH. The gate of the second N-channel transistor N2 is represented by a first auxiliary node PDH2, and the gate of the second P-channel transistor P2 is represented by a second auxiliary node NDH2. Further, the part constituted by P3 and N4 corresponds to the first correction control circuit, and the part constituted by N3 and P4 corresponds to the second correction control circuit. Further, the clock synchronous inverter CKINv in FIG. 2 shows a state constituted by transistors.

図3は、Lレベル(0)の入力データを取り込んだ状態を示す。図において、細線で示した部分はオフ状態を示し、太線はオン状態を示す。図示のように、データ保持ノードDHと第1補助ノードPDH2はHレベル(1)である。出力Q、第1補正データ保持ノードPDH、第2補正データ保持ノードNDH及び第2補助ノードNDH2は0である。トランジスタP1、N2、P3、P4及びインバータInvoはオンである。また、トランジスタN1、P2、N3及びN4はオフである。   FIG. 3 shows a state where input data of L level (0) is taken. In the figure, a portion indicated by a thin line indicates an off state, and a thick line indicates an on state. As shown in the figure, the data holding node DH and the first auxiliary node PDH2 are at the H level (1). The output Q, the first correction data holding node PDH, the second correction data holding node NDH, and the second auxiliary node NDH2 are zero. Transistors P1, N2, P3, P4 and inverter Invo are on. Transistors N1, P2, N3 and N4 are off.

図3に示すように、第1実施例のデータ保持回路では、第1補正データ保持ノードPDHが0の時、それは第2NチャンネルトランジスタN2のみで低電位電源に接続されるため、第1補正データ保持ノードPDHの電位を十分にLレベルにできる。なお、図示しないが、入力データDが1の場合には、トランジスタN1、P2、N3及びN4がオンして、トランジスタP1、N2、P3及びP4がオフして、第2補正データ保持ノードNDHは第2PチャンネルトランジスタP2のみで高電位電源に接続されるので、第2補正データ保持ノードNDHの電位を十分にHレベルにできる。   As shown in FIG. 3, in the data holding circuit of the first embodiment, when the first correction data holding node PDH is 0, it is connected to the low potential power source only by the second N-channel transistor N2, so the first correction data The potential of holding node PDH can be made sufficiently low. Although not shown, when the input data D is 1, the transistors N1, P2, N3, and N4 are turned on, the transistors P1, N2, P3, and P4 are turned off, and the second correction data holding node NDH is Since only the second P-channel transistor P2 is connected to the high potential power supply, the potential of the second correction data holding node NDH can be made sufficiently high.

次に、図3の状態で、各ノードにソフトエラーが発生する場合を考える。この場合、データ保持ノードDH、第1補正データ保持ノードPDH、第2補正データ保持ノードNDH、第1補助ノードPDH2及び第2補助ノードNDH2で、すなわちすべてのノードでソフトエラーが発生する可能性がある。   Next, consider a case where a soft error occurs in each node in the state of FIG. In this case, a soft error may occur in the data holding node DH, the first correction data holding node PDH, the second correction data holding node NDH, the first auxiliary node PDH2, and the second auxiliary node NDH2, that is, all nodes. is there.

図4の(A)は、データ保持ノードDHにソフトエラーが発生して、DHが1から0に、出力Qが0から1に変化した場合を示す。この変化により、第1補助ノードPDH2は、1から0に変化して、N2はオフするが、PDHは0のままである。また、N4がオフであるので、DHが1から0に変化しても第2補助ノードNDH2には影響せず、NDH2は1のままで変化しない。   FIG. 4A shows a case where a soft error occurs in the data holding node DH, and DH changes from 1 to 0 and the output Q changes from 0 to 1. Due to this change, the first auxiliary node PDH2 changes from 1 to 0, and N2 is turned off, but PDH remains at 0. Further, since N4 is off, even if DH changes from 1 to 0, the second auxiliary node NDH2 is not affected, and NDH2 remains 1 and does not change.

DHのソフトエラーにより図4の(A)のように変化するが、PDHは0のままであるので、図4の(B)のように、P1はオンしており、DHは0から再び1に戻り、出力Qは0に戻る。   FIG. 4A changes due to a DH soft error, but PDH remains 0. Therefore, as shown in FIG. 4B, P1 is on, and DH changes from 0 to 1 again. The output Q returns to 0.

図5は、上記の変化を示すタイムチャートであり、DHのソフトエラーにより、DHとQが変化するが、PDHとNDHは変化しないので、短時間の内に元の状態に戻る。   FIG. 5 is a time chart showing the above change, and DH and Q change due to a DH soft error. However, since PDH and NDH do not change, the original state is restored within a short time.

図6の(A)は、第1補正データ保持ノードPDHにソフトエラーが発生して、PDHが0から1に変化した場合を示す。この変化により、P1がオフするが、N1もオフなので、DHは1のままである。   FIG. 6A shows a case where a soft error occurs in the first correction data holding node PDH and PDH changes from 0 to 1. Due to this change, P1 is turned off, but N1 is also turned off, so DH remains at 1.

PDHが図6の(A)のように変化しても、N2はオンのままであるので、図6の(B)のように、PDHは1から再び0に戻り、P1が再びオンする。   Even if PDH changes as shown in FIG. 6A, N2 remains on. Therefore, as shown in FIG. 6B, PDH returns from 0 to 0 again, and P1 turns on again.

図7は、上記の変化を示すタイムチャートであり、PDHのソフトエラーにより、PDHが変化するが、DH、Q及びNDHは変化しない。   FIG. 7 is a time chart showing the above change. PDH changes due to PDH soft error, but DH, Q, and NDH do not change.

次に、NDHの値は、N0により決定されて保持されるが、P2によっても保持される。N0のみで決定及び保持される場合には、上記のようにNDHの0から1へのソフトエラーの発生のみを考慮すればよい。そこで、P2のサイズを他のトランジスタ、特にP0に比べて非常小さくして、放射線によりPDHが1から0に変化するソフトエラーが発生する可能性を小さくしている。同様に、N2のサイズを他のトランジスタ、特にP0に比べて非常小さくして、放射線によりPDHが0から1に変化するソフトエラーが発生する可能性を小さくしている。   Next, the value of NDH is determined and held by N0, but is also held by P2. When it is determined and held only by N0, it is only necessary to consider the occurrence of a soft error from 0 to 1 of NDH as described above. Therefore, the size of P2 is made very small compared to other transistors, particularly P0, to reduce the possibility of a soft error in which PDH changes from 1 to 0 due to radiation. Similarly, the size of N2 is made very small compared to other transistors, particularly P0, to reduce the possibility of a soft error in which PDH changes from 0 to 1 due to radiation.

また、P0及びN0は、PDH及びNDHがリークにより変化する可能性を小さくするために、他のトランジスタよりゲート長を長くすることが望ましい。   Further, it is desirable that the gate length of P0 and N0 is longer than that of other transistors in order to reduce the possibility that PDH and NDH change due to leakage.

更に、第1補助ノードPDH2は、P3により決定及び保持されるが、N4により低電位電源に接続されているため、1から0へのソフトエラーが発生する可能性がある。しかし、PDH2が1から0へ変化してもN2がオフになるだけで、PDH及びDHには影響しない。   Further, the first auxiliary node PDH2 is determined and held by P3, but since it is connected to the low potential power source by N4, a soft error from 1 to 0 may occur. However, even if PDH2 changes from 1 to 0, only N2 is turned off and PDH and DH are not affected.

また、第2補助ノードNDH2は、N3により決定及び保持されるので、1から0へのソフトエラーが発生する可能性があるが、NDH2はP4により高電位電源に接続されているので、P2がオンする前に、NDH2は0から1に戻る。   Further, since the second auxiliary node NDH2 is determined and held by N3, a soft error from 1 to 0 may occur. However, since NDH2 is connected to the high potential power source by P4, P2 is Before turning on, NDH2 returns from 0 to 1.

以上、入力データDが0の場合を説明したが、D、PDH及びNDHが1で、DHが0の場合に、DHとNDHでソフトエラーが発生した場合も同様であるので、説明は省略する。   The case where the input data D is 0 has been described above. However, when D, PDH and NDH are 1 and DH is 0, the same applies to the case where a soft error occurs in DH and NDH, and the description is omitted. .

第1実施例の構成で、PDHがLレベル(0)の時には、N2がオンしているのでPDHは低電位電源に接続されて安定している。しかし、PDHがHレベル(1)の時には、N2がオフしており、PDHはフローティング状態である。前述のように、N2はソフトエラーが発生しないようにサイズを小さくしているが、ソフトエラーの発生をゼロにはできない。もしソフトエラーが発生してN2がオンすると、PDHがHレベルからLレベルに変化してP1がオンしてデータ保持ノードに影響するという問題がある。第2実施例のデータ保持回路ではこの問題を解決する。   In the configuration of the first embodiment, when PDH is at L level (0), since N2 is on, PDH is connected to a low potential power source and is stable. However, when PDH is at H level (1), N2 is off and PDH is in a floating state. As described above, N2 is reduced in size so that a soft error does not occur, but the occurrence of a soft error cannot be reduced to zero. If a soft error occurs and N2 is turned on, PDH changes from the H level to the L level, and P1 is turned on to affect the data holding node. The data holding circuit of the second embodiment solves this problem.

図8は、本発明の第2実施例のデータ保持回路の構成を示す図であり、第1実施例と異なるのは、PDHと高電位電源の間にP5接続され、NDHと低電位電源の間にN5が接続されている点である。P5のゲートはPDH2に接続され、N5のゲートはNDH2に接続される。   FIG. 8 is a diagram showing the configuration of the data holding circuit of the second embodiment of the present invention. The difference from the first embodiment is that P5 is connected between the PDH and the high potential power supply, and the NDH and the low potential power supply are connected. N5 is connected between them. The gate of P5 is connected to PDH2, and the gate of N5 is connected to NDH2.

図9の(A)は、第2実施例で、D、PDH、NDH及びQが1で、DH、PDH2及びNDH2が0の場合を示す。図示のように、N4がオンであるためにPDH2は0であり、P5もオンする。この状態で、N2のためにPDHが1から0に変化するソフトエラーが発生しても、PDHはP5により高電位電源に接続されているので、ソフトエラーは相殺されて、P1はオンしない。従って、DHは変化せず、Qも変化しない。   FIG. 9A shows a case where D, PDH, NDH and Q are 1 and DH, PDH2 and NDH2 are 0 in the second embodiment. As shown in the figure, since N4 is on, PDH2 is 0 and P5 is also on. In this state, even if a soft error in which PDH changes from 1 to 0 due to N2, PDH is connected to the high potential power supply by P5, so the soft error is canceled and P1 is not turned on. Therefore, DH does not change and Q does not change.

図9の(B)は、第2実施例で、D、PDH、NDH及びQが0で、DH、PDH2及びNDH2が1の場合を示す。この場合は、N5が働いてNDHを保持する。   FIG. 9B shows a case where D, PDH, NDH and Q are 0 and DH, PDH2 and NDH2 are 1 in the second embodiment. In this case, N5 works to hold NDH.

図10は、第2実施例のデータ保持回路のソフトエラーに対する耐性を、従来例と比較して示す図である。この図は、横軸が電源電圧Vddを、縦軸がドレインに収集された電荷量を示し、放射線による雑音(ソフトエラー)が発生した10ns後に正しいデータである場合を正常(Pass)とし、誤ったデータである場合を誤り(Fail)とした。図において、実線が第2実施例のデータ保持回路で出力Qが0の場合に誤りが起きる範囲を、破線が第2実施例のデータ保持回路で出力Qが1の場合に誤りが起きる範囲を、一点鎖線が従来例で出力Qが0の場合に誤りが起きる範囲を、二点鎖線が従来例で出力Qが1の場合に誤りが起きる範囲を示す。従来、Failとされていた、電荷量が10fC以上の場合も、Passとなることが分かる。   FIG. 10 is a diagram showing the resistance against the soft error of the data holding circuit of the second embodiment in comparison with the conventional example. In this figure, the horizontal axis indicates the power supply voltage Vdd, the vertical axis indicates the amount of charge collected in the drain, and the case where the correct data is 10 ns after the occurrence of noise (soft error) due to radiation is considered normal (Pass). The case where the data is incorrect was regarded as an error (Fail). In the figure, the solid line indicates the range in which an error occurs when the output Q is 0 in the data holding circuit of the second embodiment, and the broken line indicates the range in which an error occurs when the output Q is 1 in the data holding circuit of the second embodiment. The alternate long and short dash line indicates a range where an error occurs when the output Q is 0, and the alternate long and two short dashes line indicates a range where an error occurs when the output Q is 1. It can be seen that even when the charge amount is 10 fC or more, which is conventionally determined as Fail, it is Pass.

図11は、本発明の第3実施例のデータ保持回路の構成を示す図であり、PDHとN2の間に抵抗素子R1が、NDHとP2の間に抵抗素子R2が、PDHとP5の間に抵抗素子R3が、NDHとN5の間に抵抗素子R4が接続されている点が、第2実施例と異なる。   FIG. 11 is a diagram showing the configuration of the data holding circuit according to the third embodiment of the present invention. The resistance element R1 is between PDH and N2, the resistance element R2 is between NDH and P2, and between PDH and P5. The second embodiment is different from the second embodiment in that the resistance element R3 is connected to the resistance element R4 between NDH and N5.

第2実施例の構成では、PDHは、N2に接続されているので、1から0へのソフトエラーが発生する可能性がある。前述のように、第2実施例では、P5を設けることにより、PDHが1から0へ変化しにくくしているがそのようなソフトエラーを完全には防止できない。P1は、PDHが1の時にはオフしているが0に変化するとオンして、DHを0から1に変化させてしまう。そこで、N2は抵抗素子R1を介してPDHに接続する。これにより、PDHが1の時に放射線が入射しても、放射線により生じるキャリアは抵抗素子を介してN2に流れるので電位変化を生じにくくなり、PDHが1から0に変化する可能性は、第2実施例のようにPDHが直接N2に接続される場合より著しく低下する。同様の理由で、抵抗素子R2によりNDHが1から0に変化する可能性は、第2実施例より著しく低下する。   In the configuration of the second embodiment, since the PDH is connected to N2, a soft error from 1 to 0 may occur. As described above, in the second embodiment, the provision of P5 makes it difficult for PDH to change from 1 to 0. However, such a soft error cannot be completely prevented. P1 is off when PDH is 1, but turns on when it changes to 0, changing DH from 0 to 1. Therefore, N2 is connected to PDH via the resistance element R1. As a result, even if radiation is incident when PDH is 1, carriers generated by the radiation flow to N2 through the resistance element, so that it is difficult for the potential to change, and the possibility that PDH changes from 1 to 0 is second. This is significantly lower than when PDH is directly connected to N2 as in the embodiment. For the same reason, the possibility that NDH is changed from 1 to 0 by the resistance element R2 is significantly lower than that in the second embodiment.

更に、PDHが1の時、PDH2は0である。PDH2が0から1に変化するソフトエラーが発生すると、N2がオンしてPDHを0に変化させるように働くが、R1があるためにこの変化の時定数が大きく、PDHが0に変化する前にPDH2が0に戻り、N2がオフするので、元の状態が維持される。R2も同様の働きをする。   Further, when PDH is 1, PDH2 is 0. When a soft error occurs in which PDH2 changes from 0 to 1, N2 is turned on and works to change PDH to 0. However, because of R1, the time constant of this change is large, and before PDH changes to 0 Since PDH2 returns to 0 and N2 is turned off, the original state is maintained. R2 performs the same function.

更に、第2実施例の構成では、DH及びPDH2が1の時、PDHは0である。ソフトエラーによりDHが1から0に変化するとPDH2も同様に変化する。また、PDH2はN4に接続されているので、1から0に変化するソフトエラーが発生する可能性がある。このようなソフトエラーが発生すると、P5がオンしてPDHを0から1に変化させる。このような変化が起きても、P1がオフしてPDHが切り離されるだけであるが、上記のようにDHにソフトエラーが発生していると、これが直ぐには補正されないことになる。そこで、P5は抵抗素子R3を介してPDHに接続する。これにより、P5がオンしてもPDHは直ぐには0から1には変化しなくなり、PDHがソフトエラーにより変化する可能性が低減され、DHも直ぐに補正されることになる。抵抗素子R4も、同様にNDHが1から0に変化する可能性を低減する。   Further, in the configuration of the second embodiment, when DH and PDH2 are 1, PDH is 0. When DH changes from 1 to 0 due to a soft error, PDH2 changes similarly. In addition, since PDH2 is connected to N4, a soft error that changes from 1 to 0 may occur. When such a soft error occurs, P5 is turned on and PDH is changed from 0 to 1. Even if such a change occurs, only P1 is turned off and PDH is disconnected. However, if a soft error has occurred in DH as described above, this will not be corrected immediately. Therefore, P5 is connected to PDH via the resistance element R3. As a result, even if P5 is turned on, PDH does not change from 0 to 1 immediately, the possibility that PDH changes due to a soft error is reduced, and DH is also corrected immediately. Similarly, the resistance element R4 reduces the possibility that NDH changes from 1 to 0.

抵抗素子R1からR4は、拡散抵抗で構成することが望ましく、PDHに接続される抵抗素子R1とR3はP型拡散抵抗を使用して構成、NDHに接続される抵抗素子R2とR4はN型拡散抵抗で構成する。例えば、ソフトエラーによるノイズが100psのパルスであり、ノードの容量が100fFであるとすれば、抵抗素子の抵抗値は1kΩであればよく、この抵抗素子はポリシリコン抵抗や、拡散抵抗で小さく作ることが可能である。   The resistance elements R1 to R4 are preferably configured by diffusion resistors, the resistance elements R1 and R3 connected to the PDH are configured using P-type diffusion resistors, and the resistance elements R2 and R4 connected to the NDH are N-type Consists of diffused resistors. For example, if the noise due to soft error is a pulse of 100 ps and the capacitance of the node is 100 fF, the resistance value of the resistance element may be 1 kΩ, and this resistance element is made small by a polysilicon resistance or a diffused resistance. It is possible.

以上、本発明の第1から第3実施例のデータ保持回路について説明したが、これらのデータ保持回路には、各ノード、主にPDH、NDHで個別に発生したソフトエラーは伝播しない特徴を持ち、DHで発生したエラーに対しては直ちに補正される特徴がある。α線で発生するソフトエラーは各ノード毎に限られるので、言い換えれば、第1から第3実施例のデータ保持回路はα線によるソフトエラーに対する耐性を向上できる。しかし、電源電圧の低下に伴いエラー訂正時間が増大し、その訂正時間内に他のノードエラーが起こる確率も上がり、さらに中性子によるソフトエラーは、各ノード毎に限られず、隣接する複数のノードで発生するため、第1から第3実施例のデータ保持回路でもソフトエラー耐性は十分とはいえない。非特許文献1、特許文献1及び2などに記載された構成も、複数のノードで発生するソフトエラーに対しては、十分な耐性を有さない。   The data holding circuits of the first to third embodiments of the present invention have been described above. However, these data holding circuits have a feature that soft errors generated individually at each node, mainly PDH and NDH, do not propagate. , There is a feature that an error generated in DH is corrected immediately. Since the soft error occurring in the α-ray is limited for each node, in other words, the data holding circuits of the first to third embodiments can improve the resistance against the soft error due to the α-ray. However, as the power supply voltage decreases, the error correction time increases, and the probability of other node errors occurring within the correction time also increases.Furthermore, soft errors due to neutrons are not limited to each node, but at multiple adjacent nodes. As a result, even the data holding circuits of the first to third embodiments are not sufficiently resistant to soft errors. The configurations described in Non-Patent Document 1, Patent Documents 1 and 2, and the like do not have sufficient resistance against soft errors that occur in a plurality of nodes.

図12は、本発明の第4実施例のデータ保持回路の構成を示す図である。図示のように、第4実施例のデータ保持回路は、第2実施例のデータ保持回路10に、エラーリカバリィ回路11を付加した構成を有する。   FIG. 12 is a diagram showing the configuration of the data holding circuit according to the fourth embodiment of the present invention. As shown in the figure, the data holding circuit of the fourth embodiment has a configuration in which an error recovery circuit 11 is added to the data holding circuit 10 of the second embodiment.

エラーリカバリィ回路11は、Nチャンネルトランジスタ11と第1微小電流源7とを有し、放射線などの外乱により活性化する第1センサ回路5と、PチャンネルトランジスタP11と第2微小電流源8とを有し、外乱により活性化する第2センサ回路6と、第1及び第2センサ回路5、6が活性化した時に、出力が、ハイインピーダンス状態から、入力データに応じたデータを出力する状態に変化するスイッチ回路とを備える。スイッチ回路は、PチャンネルトランジスタP12、P13及びNチャンネルトランジスタN12、N13で構成される1段目のインバータと、PチャンネルトランジスタP14、P15及びNチャンネルトランジスタN14、N15で構成される2段目のインバータとを有する。P13とP15及びN13とN15のゲートには、それぞれ第1センサ回路5と第2センサ回路6の出力が印加される。1段目のインバータの入力はデータ保持回路10の出力Qに接続され、1段目のインバータの出力は2段目のインバータに入力されると共に、データ保持回路10のデータ保持ノードDHに接続されている。また、2段目のインバータの出力は、データ保持回路10の第1及び第2補正データ保持ノードPDH、NDHに接続されている。   The error recovery circuit 11 includes an N-channel transistor 11 and a first minute current source 7, and includes a first sensor circuit 5 that is activated by a disturbance such as radiation, a P-channel transistor P11, and a second minute current source 8. When the second sensor circuit 6 that is activated by disturbance and the first and second sensor circuits 5 and 6 are activated, the output is changed from a high impedance state to a state in which data corresponding to the input data is output. A changing switch circuit. The switch circuit includes a first-stage inverter composed of P-channel transistors P12 and P13 and N-channel transistors N12 and N13, and a second-stage inverter composed of P-channel transistors P14 and P15 and N-channel transistors N14 and N15. And have. The outputs of the first sensor circuit 5 and the second sensor circuit 6 are applied to the gates of P13 and P15 and N13 and N15, respectively. The input of the first stage inverter is connected to the output Q of the data holding circuit 10, and the output of the first stage inverter is input to the second stage inverter and also connected to the data holding node DH of the data holding circuit 10. ing. The output of the second stage inverter is connected to the first and second correction data holding nodes PDH and NDH of the data holding circuit 10.

第1及び第2センサ回路5、6が放射線に対して活性化する感度は、データ保持ノード10が放射線に対して保持データを変化させる感度より高く、すなわちより敏感になるように設定する。   The sensitivity with which the first and second sensor circuits 5 and 6 are activated with respect to the radiation is set to be higher, that is, more sensitive than the sensitivity with which the data holding node 10 changes the held data with respect to the radiation.

図12では、エラーリカバリィ回路11は、データ保持ノード10の横に設けるように示しているが、データ保持ノード10の中心付近に設けることが望ましい。これによりデータ保持ノード10に影響する中性子が入射すると、エラーリカバリィ回路11は確実に活性化され、正常なデータを保持するように働く。   In FIG. 12, the error recovery circuit 11 is shown to be provided beside the data holding node 10, but it is desirable to provide it near the center of the data holding node 10. As a result, when a neutron affecting the data holding node 10 is incident, the error recovery circuit 11 is reliably activated and works to hold normal data.

第4実施例のデータ保持回路では、放射線などの外乱がない時には、エラーリカバリィ回路11は非活性状態であり、1段目と2段目の出力はハイインピーダンス状態である。中性子などでデータ保持回路の複数のノードでソフトエラーが発生した場合、エラーリカバリィ回路11の第1及び第2センサ回路5、6は、より敏感なので、かならず活性化し、しかもデータ保持回路10の出力Qが変化する前に活性化する。そのため、データ保持回路10の出力Qがエラーリカバリィ回路11に伝播する前に、第1及び第2センサ回路5、6が活性化して、1段目及び2段目のインバータが活性化し、ソフトエラーにより変化する前の出力Qに応じた出力を発生する。   In the data holding circuit of the fourth embodiment, when there is no disturbance such as radiation, the error recovery circuit 11 is inactive, and the outputs of the first and second stages are in a high impedance state. When a soft error occurs at a plurality of nodes of the data holding circuit due to neutrons or the like, the first and second sensor circuits 5 and 6 of the error recovery circuit 11 are more sensitive, so they are always activated, and the output of the data holding circuit 10 Activates before Q changes. Therefore, before the output Q of the data holding circuit 10 is propagated to the error recovery circuit 11, the first and second sensor circuits 5 and 6 are activated, the first and second stage inverters are activated, and a soft error occurs. An output corresponding to the output Q before changing is generated.

ソフトエラーにより変化する前の状態に対応するエラーリカバリィ回路の出力は、データ保持回路のデータ保持ノード、第1補正データ保持ノード及び第2補正データ保持ノードにフィードバックされるので、これらのノードの値が変化しないように働き、ノードの値が変化している途中であればそれらを元に戻す。もし、値が変化していないノードがあっても、同じデータになるだけなので問題は生じない。このようにして、データ保持回路10の各ノードの状態はソフトエラーが発生する前の正常な状態に維持される。   Since the output of the error recovery circuit corresponding to the state before changing due to the soft error is fed back to the data holding node, the first correction data holding node, and the second correction data holding node of the data holding circuit, the values of these nodes It works so as not to change, and if the value of the node is changing, it is restored. Even if there is a node whose value has not changed, there is no problem because it is just the same data. In this way, the state of each node of the data holding circuit 10 is maintained in a normal state before the soft error occurs.

なお、ソフトエラーによりデータ保持回路10の内部保持データが反転し、ある時定数で出力Qがエラーリカバリィ回路11に伝播していくことが懸念されるが、エラーリカバリィ回路の時定数の設定によりデータ保持回路の反転を防ぐことができる構成にした。   Although there is a concern that the internal data held in the data holding circuit 10 is inverted due to a soft error and the output Q is propagated to the error recovery circuit 11 with a certain time constant, the data is set by setting the time constant of the error recovery circuit. The holding circuit can be prevented from being inverted.

例えば、中性子ソフトエラーにより発生するパルス期間がおよそ100psから150psである場合、エラーリカバリィ回路の微小電流源の抵抗値、電流値、及びノード容量値によって時定数を100psから150psに設定し、データ保持回路でエラーが発生すると思われる期間、フィードバックにより強制的にエラーを阻止するカウンターパルスを与え、データ保持回路ではエラーパルスをまったく発生させない、すなわちソフトエラーを発生させないように時定数を設定してある。   For example, when the pulse period generated by a neutron soft error is about 100 ps to 150 ps, the time constant is set from 100 ps to 150 ps depending on the resistance value, current value, and node capacitance value of the micro current source of the error recovery circuit, and data is retained. A counter pulse that forcibly blocks the error is given by feedback during the period when the error is expected to occur in the circuit, and the data holding circuit has a time constant set so that no error pulse is generated, that is, no soft error is generated. .

また、この一連のリカバリィ動作後、さらにデータ保持回路に単発のエラーが起きることがあるが、単発エラーには第1から第3実施例のデータ保持回路だけで対応できる。その時までには十分エラーリカバリィ回路は非活性化状態に戻っているのでデータ保持回路には影響しない。   Further, after this series of recovery operations, a single error may occur in the data holding circuit, but the single error can be dealt with only by the data holding circuits of the first to third embodiments. By that time, the error recovery circuit has sufficiently returned to the inactive state and does not affect the data holding circuit.

なお、エラーリカバリィ回路11の活性化する感度は、データ保持回路が放射線に対して保持データを変化させる感度より高く設定されているため、エラーリカバリィ回路11で頻繁に(主としてα線による)ソフトエラーが発生することになる。しかし、エラーリカバリィ回路11が活性化して出力するデータは、データ保持回路10が正常な状態である場合のデータであり、それをフィードバックしてもデータ保持回路の各部を補正しても、同じデータであり、特に問題は生じない。   Since the sensitivity for activating the error recovery circuit 11 is set higher than the sensitivity with which the data holding circuit changes the held data with respect to radiation, the error recovery circuit 11 frequently causes soft errors (mainly due to α rays). Will occur. However, the data output when the error recovery circuit 11 is activated is data when the data holding circuit 10 is in a normal state, and the same data is obtained even if it is fed back or each part of the data holding circuit is corrected. There is no particular problem.

本発明により、データ保持回路の信頼性が向上するので、このデータ保持回路を、宇宙空間や航空機など放射線の影響を受けやすい状況で使用される半導体装置や、多数のデータ保持回路を有し、高い信頼性が要求される大型のコンピュータに使用すれば、半導体装置やコンピュータの誤動作を防止して、装置の信頼性や安全性を向上できる。   According to the present invention, since the reliability of the data holding circuit is improved, the data holding circuit includes a semiconductor device used in a situation that is easily affected by radiation such as outer space and an aircraft, and a large number of data holding circuits. When used in a large computer that requires high reliability, it is possible to prevent malfunctions of the semiconductor device and the computer and improve the reliability and safety of the device.

ソフトエラーに対する耐性を向上したデータ保持回路の従来例の構成を示す図である。It is a figure which shows the structure of the prior art example of the data holding circuit which improved the tolerance with respect to a soft error. 本発明の第1実施例のデータ保持回路の構成を示す図である。It is a figure which shows the structure of the data holding circuit of 1st Example of this invention. 第1実施例のデータ保持回路の動作を説明する図である。It is a figure explaining operation | movement of the data holding circuit of 1st Example. 第1実施例のデータ保持回路の動作を説明する図である。It is a figure explaining operation | movement of the data holding circuit of 1st Example. 第1実施例のデータ保持回路の動作を示すタイムチャートである。It is a time chart which shows the operation | movement of the data holding circuit of 1st Example. 第1実施例のデータ保持回路の動作を説明する図である。It is a figure explaining operation | movement of the data holding circuit of 1st Example. 第1実施例のデータ保持回路の動作を示すタイムチャートである。It is a time chart which shows the operation | movement of the data holding circuit of 1st Example. 本発明の第2実施例のデータ保持回路の構成を示す図である。It is a figure which shows the structure of the data holding circuit of 2nd Example of this invention. 第2実施例のデータ保持回路の動作を説明する図である。It is a figure explaining operation | movement of the data holding circuit of 2nd Example. 第2実施例のデータ保持回路のソフトエラー耐性の向上を従来例と比較して示す図である。It is a figure which shows the improvement of the soft error tolerance of the data holding circuit of 2nd Example compared with a prior art example. 本発明の第3実施例のデータ保持回路の構成を示す図である。It is a figure which shows the structure of the data holding circuit of 3rd Example of this invention. 本発明の第4実施例のデータ保持回路の構成を示す図である。It is a figure which shows the structure of the data holding circuit of 4th Example of this invention.

符号の説明Explanation of symbols

1…データ保持部
2…第1補正回路
3…第2補正回路
5…第1センサ回路
6…第2センサ回路
7…第1微小電流源
8…第2微小電流源
10…データ保持回路
11…エラーリカバリィ回路
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... Data holding part 2 ... 1st correction circuit 3 ... 2nd correction circuit 5 ... 1st sensor circuit 6 ... 2nd sensor circuit 7 ... 1st minute current source 8 ... 2nd minute current source 10 ... Data holding circuit 11 ... Error recovery circuit

Claims (11)

クロックに同期して入力データをデータ保持ノードに取り込んで保持し、保持したデータを出力するデータ保持部と、
クロックに同期して入力データをプルアップ制御信号として第1補正データ保持ノードに取り込んで保持するPチャンネルトランジスタで構成される第1ゲート回路と、前記プルアップ制御信号が直接ゲートに印加され、前記プルアップ制御信号が低レベルの時に前記データ保持ノードに保持されたデータを高レベルにプルアップする第1Pチャンネルトランジスタとを有する第1補正回路と、
前記クロックに同期して入力データをプルダウン制御信号として第2補正データ保持ノードに取り込んで保持するNチャンネルトランジスタで構成される第2ゲート回路と、前記プルダウン制御信号が直接ゲートに印加され、前記プルダウン制御信号が高レベルの時に前記データ保持ノードに保持されたデータを低レベルにプルダウンする第1Nチャンネルトランジスタとを有する第2補正回路と、
前記第1補正データ保持ノードと低電位電源との間に接続された第2Nチャンネルトランジスタと、
前記第2補正データ保持ノードと高電位電源との間に接続された第2Pチャンネルトランジスタと、
前記データ保持ノードに保持されたデータが高レベルの時に、前記第2Nチャンネルトランジスタを導通させる第1補正制御回路と、
前記データ保持ノードに保持されたデータが低レベルの時に、前記第2Pチャンネルトランジスタを導通させる第2補正制御回路とを備えることを特徴とするデータ保持回路。
A data holding unit that captures and holds input data in a data holding node in synchronization with a clock, and outputs the held data;
A first gate circuit composed of a P-channel transistor that captures and holds input data as a pull-up control signal in a first correction data holding node in synchronization with a clock; and the pull-up control signal is applied directly to the gate; A first correction circuit having a first P-channel transistor for pulling up data held in the data holding node to a high level when a pull-up control signal is at a low level;
A second gate circuit composed of an N-channel transistor that captures and holds input data as a pull-down control signal in a second correction data holding node in synchronization with the clock; and the pull-down control signal is directly applied to the gate, A second correction circuit having a first N-channel transistor for pulling down the data held in the data holding node to a low level when the control signal is at a high level;
A second N-channel transistor connected between the first correction data holding node and a low potential power source;
A second P-channel transistor connected between the second correction data holding node and a high potential power source;
A first correction control circuit for conducting the second N-channel transistor when the data held in the data holding node is at a high level;
A data holding circuit comprising: a second correction control circuit for conducting the second P-channel transistor when data held in the data holding node is at a low level.
前記第1補正制御回路は、
前記データ保持ノードと前記第2Nチャンネルトランジスタのゲートとの間に接続され、前記第2補正データ保持ノードの電位により制御される第3Pチャンネルトランジスタと、
前記第2Nチャンネルトランジスタのゲートと低電位電源との間に接続され、前記第2補正データ保持ノードの電位により制御される前記第4Nチャンネルトランジスタとを備え、
第2補正制御回路は、
前記データ保持ノードと前記第2Pチャンネルトランジスタのゲートとの間に接続され、前記第1補正データ保持ノードの電位により制御される前記第3Nチャンネルトランジスタと、
前記第2Pチャンネルトランジスタのゲートと高電位電源との間に接続され、前記第1補正データ保持ノードの電位により制御される前記第4Pチャンネルトランジスタとを備える請求項1に記載のデータ保持回路。
The first correction control circuit includes:
A third P-channel transistor connected between the data holding node and the gate of the second N-channel transistor and controlled by the potential of the second correction data holding node;
The fourth N-channel transistor connected between the gate of the second N-channel transistor and a low-potential power supply and controlled by the potential of the second correction data holding node;
The second correction control circuit is
The third N-channel transistor connected between the data holding node and the gate of the second P-channel transistor and controlled by the potential of the first correction data holding node;
2. The data holding circuit according to claim 1, further comprising: a fourth P channel transistor connected between a gate of the second P channel transistor and a high potential power source and controlled by a potential of the first correction data holding node.
前記第1補正データ保持ノードと高電位電源との間に接続され、前記第2Nチャンネルトランジスタのゲート電位により制御される第5Pチャンネルトランジスタと、
前記第2補正データ保持ノードと低電位電源との間に接続され、前記第2Pチャンネルトランジスタのゲート電位により制御される第5Nチャンネルトランジスタとを備える請求項1又は2に記載のデータ保持回路。
A fifth P-channel transistor connected between the first correction data holding node and a high-potential power supply and controlled by the gate potential of the second N-channel transistor;
3. The data holding circuit according to claim 1, further comprising: a fifth N-channel transistor connected between the second correction data holding node and a low-potential power source and controlled by a gate potential of the second P-channel transistor.
前記第1補正データ保持ノードと前記第2Nチャンネルトランジスタとの間、前記第2補正データ保持ノードと前記第2Pチャンネルトランジスタとの間、前記第1補正データ保持ノードと前記第5Pチャンネルトランジスタとの間、及び前記第2補正データ保持ノードと前記第5Nチャンネルトランジスタとの間の少なくとも1つに接続された抵抗素子を更に備える請求項3に記載のデータ保持回路。   Between the first correction data holding node and the second N-channel transistor, between the second correction data holding node and the second P-channel transistor, and between the first correction data holding node and the fifth P-channel transistor. The data holding circuit according to claim 3, further comprising a resistance element connected to at least one of the second correction data holding node and the fifth N-channel transistor. 前記抵抗素子は、拡散抵抗であり、前記第1補正データ保持ノードに接続される場合にはP型拡散抵抗であり、前記第2補正データ保持ノードに接続される場合にはN型拡散抵抗である請求項4に記載のデータ保持回路。   The resistive element is a diffused resistor, a P-type diffused resistor when connected to the first correction data holding node, and an N-type diffused resistor when connected to the second correction data holding node. The data holding circuit according to claim 4. 前記第1ゲート回路を構成する前記Pチャンネルトランジスタは、他のPチャンネルトランジスタよりゲート長が長く、
前記第2ゲート回路を構成する前記Nチャンネルトランジスタは、他のNチャンネルトランジスタよりゲート長が長い請求項1から5のいずれか1項に記載のデータ保持回路。
The P-channel transistor constituting the first gate circuit has a gate length longer than other P-channel transistors,
6. The data holding circuit according to claim 1, wherein the N-channel transistor constituting the second gate circuit has a gate length longer than that of other N-channel transistors.
前記データ保持ノード、前記第1補正データ保持ノード、前記第2補正データ保持ノード、前記第2Nチャンネルトランジスタ及び前記第2Nチャンネルトランジスタの少なくとも1つに容量素子が接続されている請求項1から6のいずれか1項に記載のデータ保持回路。   7. The capacitive element is connected to at least one of the data holding node, the first correction data holding node, the second correction data holding node, the second N-channel transistor, and the second N-channel transistor. The data holding circuit according to claim 1. データ保持部と、
エラーリカバリィ回路と、を備えるデータ保持回路であって、
前記エラーリカバリィ回路は、
Nチャンネルトランジスタと第1微小電流源とを備え、外乱により活性化する第1センサ回路と、
Pチャンネルトランジスタと第2微小電流源とを備え、外乱により活性化する第2センサ回路と、
前記第1及び第2センサ回路が活性化した時に、出力が、ハイインピーダンス状態から、入力データに応じたデータを出力する状態に変化するスイッチと、を備え、
前記データ保持部の出力が前記エラーリカバリィ回路の前記入力データとして入力され、
前記エラーリカバリィ回路の前記スイッチの出力が、前記データ保持部にフィードバックされ、
前記第1及び第2センサ回路が放射線に対して活性化する感度は、前記データ保持部が放射線に対して保持データを変化させる感度より高いことを特徴とするデータ保持回路。
A data holding unit;
A data holding circuit comprising an error recovery circuit,
The error recovery circuit is
A first sensor circuit comprising an N-channel transistor and a first minute current source and activated by a disturbance;
A second sensor circuit comprising a P-channel transistor and a second minute current source and activated by a disturbance;
A switch that changes from a high impedance state to a state that outputs data according to input data when the first and second sensor circuits are activated;
The output of the data holding unit is input as the input data of the error recovery circuit,
The output of the switch of the error recovery circuit is fed back to the data holding unit,
The data holding circuit, wherein the first and second sensor circuits are activated with respect to radiation with higher sensitivity than the sensitivity with which the data holding unit changes the held data with respect to radiation.
前記スイッチ回路は、前記入力データに応じた複数の異なるデータを出力する複数のノードを備える請求項8に記載のデータ保持回路。   The data holding circuit according to claim 8, wherein the switch circuit includes a plurality of nodes that output a plurality of different data according to the input data. 前記エラーリカバリィ回路は、前記データ保持部の中心付近に設けられている請求項8又は9に記載のデータ保持回路。   The data holding circuit according to claim 8 or 9, wherein the error recovery circuit is provided near a center of the data holding unit. 請求項1から5のいずれかに記載のデータ保持回路であって、
Nチャンネルトランジスタと第1微小電流源とを備える外乱により活性化する第1センサ回路と、Pチャンネルトランジスタと第2微小電流源とを備える外乱により活性化する第2センサ回路と、前記第1及び第2センサ回路が活性化した時に、出力が、ハイインピーダンス状態から、入力データに応じたデータを出力する状態に変化するスイッチと、を備え、前記スイッチ回路は、前記入力データに応じた複数の異なるデータを出力する複数のノードを備えるエラーリカバリィ回路を備え、
前記データ保持部の出力が前記エラーリカバリィ回路の前記入力データとして入力され、
前記エラーリカバリィ回路の前記スイッチの複数の出力データが、前記データ保持回路の前記データ保持ノード、前記第1補正データ保持ノード及び前記第2補正データ保持ノードにフィードバックされるデータ保持回路。
A data holding circuit according to any one of claims 1 to 5,
A first sensor circuit activated by a disturbance comprising an N-channel transistor and a first minute current source; a second sensor circuit activated by a disturbance comprising a P-channel transistor and a second minute current source; A switch that changes from a high-impedance state to a state that outputs data corresponding to input data when the second sensor circuit is activated, and the switch circuit includes a plurality of switches corresponding to the input data. It has an error recovery circuit with multiple nodes that output different data,
The output of the data holding unit is input as the input data of the error recovery circuit,
A data holding circuit that feeds back a plurality of output data of the switch of the error recovery circuit to the data holding node, the first correction data holding node, and the second correction data holding node of the data holding circuit.
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