车载芯片安全寄存器的布局设计

我们知道在车载芯片的数字实现中，常用的安全机制有安全寄存器（Safety Register），所以识别出关键路径上失效风险高的寄存器(也就是热点寄存器)就非常重要，需要EDA工具重点发力识别，并把识别出的热点寄存器替换为安全寄存器。

常用的TMR、DMR安全寄存器的原理如下：

•  三模冗余寄存器（TMR: Triple-Modular Redundancy）：将热点寄存器复制为三个寄存器、读取同一输入，并用多数表决投票逻辑对它们的输出进行投票，具备输出自动校正功能。

•  双模冗余寄存器（DMR: Dual-Modular Redundancy）：将热点寄存器复制为两个寄存器、读取同一输入，使用比较逻辑对两者的输出进行比较，只检测错误，不进行自动校正。

尤其，数字后端设计中，安全寄存器的布局布线和时钟树需要特别设计。首先，同一组TMR寄存器或者DMR寄存器如何place ？其次，安全寄存器的时钟树如何设计？复位线如何设计？答案参见全栈芯片工程师知识星球。

安全寄存器是一种硬件冗余方法，用于预防和缓解单粒子翻转（SEU：Single Event Upset）的影响。单粒子翻转是指高能放射粒子撞击电路中的敏感节点，造成时序电路逻辑错误翻转引起的芯片功能错误。车规芯片的数字后端设计，对EDA工具要求极高，通过定义安全寄存器规则（Safety Register Rule）让后端工具自动实现。

审核编辑：刘清