近年来,随着航天工业和核工业的发展,电子器件在辐射环境下的总剂量辐照损伤问题日益凸显。而数字器件在现代电子设备中的广泛应用,使得对于数字集成电路抗辐照加固的研究变得日益重要。传统的抗辐照加固过程通常采用“设计-制造-试验”的迭代方法,这种方法费时费力。随着计算机行业的飞速发展以及计算机仿真技术的兴起,期望可以用计算机仿真模拟的方法替代传统的抗辐照加固手段,以最大限度地节省人力、物力、财力。为了对数字电路系统的总剂量辐照效应进行仿真,需要获取系统中元器件的总剂量辐照效应模型。目前关于器件的总剂量效应(Total Ionizing Dose Effects,TID)建模方法,大都依赖于器件的具体工艺,且模型复杂,计算代价较高,在面对大规模集成电路建模仿真时有较大缺陷。本论文基于此现状,希望提出一种面向数字集成电路的通用的行为级建模方法,以提高模型的普适性,简化模型的构造过程,同时降低仿真的计算成本。具体而言,本文主要工作如下。首先,本论文在分析现有模型优缺点的基础上提出了一种数字集成电路行为级建模方法(简称FuncIBS建模方法),可以用来刻画数字器件的功能特性和传输特性。该方法将数字集成电路划分为逻辑功能区和输入输出(Input/Output,I/O)缓冲区,其中I/O缓冲区的电气特性由输入输出缓冲区信息规范(Input/Output Buffer Information Specification,IBIS)进行表征,功能区的行为逻辑由硬件描述语言进行描述。整个模型最终由模拟和混合信号硬件描述语言(Analog and Mixed-Signal Extensions to VHDL,VHDL-AMS)进行编程实现。接着,为了对FuncIBS模型的置信度进行分析,论文提出了一种基于相似度和匹配度的双指标误差分析法,并利用该方法对FuncIBS模型进行置信度分析。除此之外,论文还设计了一个简单的二分频电路系统,利用FuncIBS建模方法对系统中的元器件进行建模,并进行了功能分析,验证了FuncIBS建模方法在系统建模中的可行性。最后,论文对总剂量辐照条件下数字器件的损伤机理进行研究,其中IO缓冲电路作为数字器件结构中的重要组成部分,由于其具有电压高,尺寸大等特点,成为总剂量效应的敏感结构。因此,论文主要对逻辑功能正常情况下的数字器件IO缓冲区总剂量辐照效应进行了重点研究,并在常态的FuncIBS模型上考虑总剂量辐照效应因素,建立了数字器件的FuncIBS总剂量效应模型。最后对FuncIBS总剂量效应模型进行了可行性分析。总结上述工作,本文的创新点主要体现在如下几个方面:一、本文提出的FuncIBS建模方法,是一种面向数字集成电路的建模方法。该方法不依赖于器件的具体工艺参数,理论上可以对任何具备缓冲区的商用数字器件进行建模;二、提出了一种基于相似度和匹配度的双指标误差求解方法,旨在为模型的置信度提供一种评判标准;三、将行为级研究方法引入到数字器件的总剂量效应建模中,降低了建模难度,并且所构建的模型结构简单,计算速度快,在面对大规模集成电路仿真时优势明显。