社会在日新月异地朝着现代化、信息化的方向发展,航天航空技术也在蓬勃地发展着。航空器的工作需要不同的电子设备支撑,集成电路在当中起着举足轻重的作用。工作在外太空的航天芯片需要具备一定的抗辐照能力,目前常用的基于普通商用工艺的标准单元库只有基本的逻辑功能,缺乏抗辐照性能。因此,本文对抗辐照标准单元库的设计进行研究,并基于抗辐照标准单元库进行电路的设计与验证。航天芯片是工作在充满辐射的外太空环境中的,本文对空间辐射环境进行了介绍。当集成电路受到各种各样的粒子辐射时,会产生诸如总剂量和单粒子之类的辐射效应,本文对这些辐射效应进行了介绍。为了使芯片具有抗辐照的能力,在芯片设计过程中,需要加入抗辐照措施。标准单元的类型主要包括组合门单元和触发器。本文参考了大量的论文,在抗辐照措施中,对组合逻辑中应用了加固网络的方法,而触发器采用大电容的设计方法。此外,在版图设计上,本文采用了环栅和保护环结构,分别预防总剂量和单粒子闩锁效应。抗辐照标准单元的设计需要使用全定制设计的方法。本文介绍了全定制电路设计模式和半定制电路设计模式的流程,同时介绍标准单元库中用于逻辑综合的时序库和物理设计专用的物理库,EDA工具可以基于这两个文件完成半定制电路的设计。本文基于全定制的方法,使用Cadence公司的IC617套件,完成了一小套初具规模的抗辐照标准单元。接着,本文基于Cadence公司的SLC和Abstract软件,对各有千秋的单元进行特征化并将特征化后的文件整合在一起。设计软件能够辨识抗辐照标准单元才说明库单元可用,而综合软件是最早要调用单元库的。本文首先研究了逻辑综合的原理,设计了一款1101序列检测器,并用Design Compiler实现了该电路,得到了使用抗辐照标准单元库搭建的门级网表,证实了本文设计的单元库可应用于综合软件。在逻辑综合之后,本文操纵Formality软件实现了形式验证的流程,然后用Innovus软件完成了自动布局布线操作。最终证明,常用的中后端软件都可调用本文设计的抗辐照标准单元库。