基于掩蔽因子算法的集成电路级SEU仿真技术研究

发布时间：2021-03-08 17:37

　　本文通过分析集成电路级单粒子效应的表征形式和传播规律,建立了一套科学合理、操作性强的单粒子效应仿真和预估方法.在对集成电路级单粒子效应掩蔽因子计算方法、单粒子仿真评估流程研究的基础上,设计了基于故障注入方式的单粒子效应掩蔽因子计算方法以及仿真软件.本文利用该仿真方法对一款65 nm CMOS体硅工艺的ASIC电路进行软件仿真.仿真结果与试验结果分析表明,该仿真方法可以用于大规模集成电路的单粒子效应仿真,并对试验结果具有一定的预估能力. 

【文章来源】：微电子学与计算机. 2020,37(08)北大核心

【文章页数】：5 页

【部分图文】：

存储单元的SEU脆弱窗示意图

集成电路级的单粒子效应仿真分析方法由初始化准备、设定工作模式、计算本征单粒子翻转错误截面、计算不同单元的单粒子掩蔽传播概率、计算电路总的单粒子翻转错误截面、仿真结果分析共计六个阶段组成,具体仿真流程如图2所示.3.2 集成电路单粒子翻转效应仿真软件设计

为了实现大规模集成电路级的单粒子故障注入快速自动仿真,开发了一套基于仿真的集成电路单粒子故障注入仿真软件,可以对基于库单元级的电路网表进行状态可控的故障注入、数据采集和分析.软件主要由门级电路网表处理模块、故障测试向量配置模块、故障注入仿真执行模块、数据对比分析模块四个功能模块组成.其中门级电路网表处理模块主要针对目标电路的门级网表实现可控的故障端口的添加;故障测试向量配置模块主要配置与故障注入相关的参数;故障注入仿真执行模块主要利用仿真软件执行故障注入的仿真;数据对比分析模块主要实现生成文件的对比和错误类型的分类处理工作.集成电路级单粒子翻转效应仿真软件原理图如图3所示.根据故障注入仿真结果的实际情况,将两个监测周期内探测到不同情况作为电路单粒子敏感性的评估标准.如果故障注入后的两个监测周期内都没有检测到错误,即判定在该次故障注入后未发生单粒子事件;如果故障注入后的首个监测周期发生了错误,并且在下个监测周期内该错误恢复,或者在第二个监测周期内出现了错误称之为发生了一次单粒子翻转;此外,如果故障注入之后的首个监测周期内发生了错误,并且在下个监测周期内仍然出错称之为发生了一次单粒子功能中断.

【参考文献】：
期刊论文
[1]软硬件协同设计的SEU故障注入技术研究[J]. 王晶,荣金叶,周继芹,于航,申娇,张伟功.  电子学报. 2018(10)
[2]SRAM型FPGA单粒子随机故障注入模拟与评估[J]. 潘雄,邓威,苑政国,李安琪,王磊.  微电子学与计算机. 2018(07)
[3]基于定向故障注入的SRAM型FPGA单粒子翻转效应评估方法[J]. 卢凌云,徐宇,李悦,李天文,蔡刚,杨海钢.  微电子学. 2017(01)
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本文编号：3071400