数字集成电路中的老化预测传感器设计
本文选题:负偏置温度不稳定性 + 电路老化 ; 参考:《安徽理工大学》2017年硕士论文
【摘要】:微电子技术已经成为21世纪不可或缺的技术,与我们的生活息息相关。它是计算技术、自动控制、纳米、通信技术的基础。集成度的日益提高,特征工艺尺寸的不断缩小,性能与功耗的同步增长以及由负偏置不稳定效应引起的老化已经成为影响集成电路可靠性的重要因素。论文首先介绍了影响集成电路可靠性的原因以及主要因素。影响集成电路可靠性的主要因素有电路老化和软错误,本文通过具体的案例分析了老化和软错误防护方法;另一方面,老化的防护方法又可分为老化检测和老化预测两种,论文分别通过电路时序图分析了老化预测和老化检测的工作机理,并通过具体的图表分析了二者的优缺点。其次,论文针对传统老化预测传感器结构的不足,提出了一种容软错误的可编程老化预测传感器,该新型老化预测传感器将软错误的保护方法引入到老化预测的结构之中,使传感器的结构不仅能够预测电路的老化,同时能够抵抗软错误;在此传感器的构架中引入的延迟单元通过改变其接地的开关的数量来达到改变保护区域宽度的目的,最终使得保护区域达到可编程的目的。论文还提出了一种保护区域宽度可调控的老化预测传感器,该新型老化预测传感器在老化检测技术的基础上加以改进,使该传感器具备老化预测的功能;同时可以通过改变输入时钟信号的波形来达到改变保护区域宽度的目的;在该传感器的输出部分采用C单元来替代传统的锁存器,使整个触感器的面积开销有所降低。论文最后运用电路仿真软件对本文提出的传感器进行仿真,通过在不同的情况下的实验数据来观察该传感器对于老化和软错误的抵抗能力。同时将该传感器的面积开销和功耗与其他经典的老化预测的传感器作对比。实验结果表明,本文提出的老化预测传感器,可以通过改变其保护区域的宽度来控制老化预测的范围,同时可以在一定的程度上抵抗软错误,并且本文提出的容软错误的老化预测传感器与传统经典老化预测传感器的结构相比,其面积开销更低和功耗更小。
[Abstract]:Microelectronics technology has become an indispensable technology in the 21 st century, which is closely related to our daily life. It is the basis of computing technology, automatic control, nanotechnology and communication technology. The improvement of integration, the shrinking of characteristic process size, the synchronous growth of performance and power consumption, and the aging caused by negative bias instability have become important factors affecting the reliability of integrated circuits. Firstly, the paper introduces the reasons and main factors that affect the reliability of integrated circuits. The main factors that affect the reliability of integrated circuits are circuit aging and soft errors. This paper analyzes the methods of protection against aging and soft errors through specific cases, on the other hand, the methods of protection against ageing can be divided into two kinds: aging detection and aging prediction. In this paper, the working mechanism of aging prediction and aging detection is analyzed by circuit sequence diagram, and their advantages and disadvantages are analyzed by specific diagrams. Secondly, aiming at the shortage of the traditional aging prediction sensor, a programmable aging prediction sensor with soft error tolerance is proposed. The new aging prediction sensor introduces the soft error protection method into the aging prediction structure. The structure of the sensor can not only predict the aging of the circuit, but also resist the soft error. The delay unit introduced in the structure of the sensor can change the width of the protection area by changing the number of switches on the ground. Finally, the protected area is programmable. In this paper, a new aging prediction sensor with adjustable area width is proposed, which can be improved on the basis of aging detection technology, so that the sensor has the function of aging prediction. At the same time, the width of the protection area can be changed by changing the waveform of the input clock signal. C unit is used to replace the traditional latch in the output part of the sensor, which reduces the area overhead of the whole tactile sensor. In the end, the sensor is simulated by circuit simulation software, and the resistance of the sensor to aging and soft error is observed by the experimental data under different conditions. At the same time, the area overhead and power consumption of the sensor are compared with other classical aging prediction sensors. The experimental results show that the proposed aging prediction sensor can control the range of aging prediction by changing the width of its protection area, and can resist soft errors to a certain extent. Compared with the structure of the classical aging prediction sensor, the area overhead and power consumption of the soft-error-tolerant aging prediction sensor proposed in this paper are lower than that of the classical aging prediction sensor.
【学位授予单位】:安徽理工大学
【学位级别】:硕士
【学位授予年份】:2017
【分类号】:TP212;TN431.2
【相似文献】
相关期刊论文 前10条
1 吴珍妮;梁华国;黄正峰;陈秀美;曹源;;一种针对软错误的流水线电路加固方案[J];武汉大学学报(理学版);2010年02期
2 朱丹;李暾;李思昆;;形式化等价性检查指导的软错误敏感点筛选[J];计算机辅助设计与图形学学报;2011年03期
3 徐建军;谭庆平;熊磊;叶俊;;一种针对软错误的程序可靠性定量分析方法[J];电子学报;2011年03期
4 熊磊;谭庆平;;基于软错误的动态程序可靠性分析和评估[J];小型微型计算机系统;2011年11期
5 梁华国;黄正峰;王伟;詹文法;;一种双模互锁的容软错误静态锁存器[J];宇航学报;2009年05期
6 龚锐;戴葵;王志英;;片上多核处理器容软错误执行模型[J];计算机学报;2008年11期
7 孙岩;王永文;张民选;;微处理器体系结构级软错误易感性评估[J];计算机工程与科学;2010年11期
8 成玉;马安国;张承义;张民选;;微体系结构软错误易感性阶段特性研究[J];电子科技大学学报;2012年02期
9 张民选;孙岩;宋超;;纳米级集成电路的软错误问题及其对策[J];上海交通大学学报;2013年01期
10 龚锐;戴葵;王志英;;基于现场保存与恢复的双核冗余执行模型[J];计算机工程与科学;2009年08期
相关会议论文 前7条
1 吴珍妮;梁华国;黄正峰;王俊;陈秀美;曹源;;容软错误的电路选择性加固技术[A];第六届中国测试学术会议论文集[C];2010年
2 熊荫乔;谭庆平;徐建军;;基于软件标签的软错误校验和恢复技术[A];中国通信学会第六届学术年会论文集(上)[C];2009年
3 成玉;张承义;张民选;;微体系结构的软错误易感性评估及其阶段特性研究[A];第十五届计算机工程与工艺年会暨第一届微处理器技术论坛论文集(B辑)[C];2011年
4 金作霖;张民选;孙岩;石文强;;栅氧退化效应下纳米级SRAM单元临界电荷分析[A];第十五届计算机工程与工艺年会暨第一届微处理器技术论坛论文集(B辑)[C];2011年
5 郭御风;郭诵忻;龚锐;邓宇;张明;;一种面向多核处理器I/O系统软错误容错方法[A];第十五届计算机工程与工艺年会暨第一届微处理器技术论坛论文集(B辑)[C];2011年
6 周彬;霍明学;肖立伊;;单粒子多脉冲的软错误敏感性分析方法[A];第十六届全国核电子学与核探测技术学术年会论文集(上册)[C];2012年
7 梁丽波;梁华国;黄正峰;;基于功能复用的增强型扫描结构ESFF-SEAD[A];2011中国仪器仪表与测控技术大会论文集[C];2011年
相关博士学位论文 前10条
1 焦佳佳;处理器中分析模型驱动的高效软错误量化方法研究[D];上海交通大学;2014年
2 周婉婷;辐照环境中通信数字集成电路软错误预测建模研究[D];电子科技大学;2014年
3 闫爱斌;纳米集成电路软错误评估方法研究[D];合肥工业大学;2015年
4 唐柳;微处理器软错误脆弱性建模及缓解技术研究[D];北京工业大学;2016年
5 杜延康;纳米CMOS组合电路单粒子诱导的软错误研究[D];国防科学技术大学;2015年
6 成玉;高性能微处理器动态容软错误设计关键技术研究[D];国防科学技术大学;2012年
7 丁潜;集成电路软错误问题研究[D];清华大学;2009年
8 绳伟光;数字集成电路软错误敏感性分析与可靠性优化技术研究[D];哈尔滨工业大学;2009年
9 黄正峰;数字电路软错误防护方法研究[D];合肥工业大学;2009年
10 孙岩;纳米集成电路软错误分析与缓解技术研究[D];国防科学技术大学;2010年
相关硕士学位论文 前10条
1 徐东超;面向SystemC的软错误敏感度分析方法[D];上海交通大学;2015年
2 靳丽娜;基于SET传播特性的软错误率研究[D];电子科技大学;2015年
3 潘阿成;一种低功耗抗辐射的TCAM系统设计[D];大连理工大学;2015年
4 彭小飞;纳米工艺下集成电路的容软错误技术研究[D];合肥工业大学;2015年
5 张丽娜;集成电路的容软错误技术研究[D];合肥工业大学;2014年
6 陈凡;数字集成电路容忍软错误加固技术研究[D];合肥工业大学;2014年
7 兰风宇;Xilinx Virtex-7 FPGA软错误减缓技术研究[D];哈尔滨工业大学;2016年
8 袁德冉;纳米数字电路软错误率分析关键技术研究[D];合肥工业大学;2016年
9 刘思恺;单粒子软错误在电路中的传播过程研究[D];国防科学技术大学;2014年
10 徐毅;面向软错误的源代码级故障恢复技术研究[D];国防科学技术大学;2015年
,本文编号:2061349
本文链接:https://www.wllwen.com/kejilunwen/dianzigongchenglunwen/2061349.html