基于ECC电路的软错误修复和测试诊断NBTI错误方法研究

发布时间：2017-07-29 17:00

  本文关键词：基于ECC电路的软错误修复和测试诊断NBTI错误方法研究

  更多相关文章： 一步大数逻辑译码 存储器 SEU MBU NBTI AHB

【摘要】：随着器件工艺尺寸的不断减小,静态随机存取存储器(Static Random Access Memory,SRAM)中相邻的存储单元之间的距离变得越来越近,对空间和地面中的质子、中子、?粒子以及宇宙射线等电离辐射更加敏感。由一次电离辐射事件造成的单粒子翻转(Single Event Upset,SEU)和多位错误翻转(Multiple Bit Upset,MBU)都明显增加。存储器抗辐射翻转已经成为SRAM加固中的研究热点。同时,由于CMOS超大规模集成电路的发展,器件等比例缩小、栅介质层厚度的不断减小,负偏置温度不稳定性(Negative Bias Temperature Instability,NBTI)效应对PMOS器件和电路的可靠性的影响变得越来越显著,成为影响器件及电路寿命不可忽略的因素之一。本文在深入研究存储器存储单元单节点翻转和多位翻转以及NBTI效应对器件老化的影响的基础上,从电路级和系统级加固方法的角度出发,利用一步大数逻辑译码的低复杂度、较小的延迟以及较高的纠错检错能力,设计了针对32位存储器抗多位翻转的加固方案,实现了对存储器的32位存储数据纠错检错能力为4的存储器加固。同时,为了使本文建立的一步大数逻辑译码能够检测NBTI引起的错误,本文提出基于ECC电路的二次检测方法,设计能够对NBTI错误和软错误进行检测区分的SRAM模块。同时设计AHB总线接口,使得增加了NBTI检测机制的SRAM能够在系统中集成使用,并对设计进行验证。
【关键词】：一步大数逻辑译码 存储器 SEU MBU NBTI AHB
【学位授予单位】：哈尔滨工业大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：TP333
【目录】：

• 摘要4-5
• Abstract5-8
• 第1章 绪论8-18
• 1.1 课题背景及研究的目的和意义8-10
• 1.2 国内外研究现状10-16
• 1.2.1 单粒子翻转10-12
• 1.2.2 存储器多位错误翻转12-13
• 1.2.3 存储器抗翻转加固技术13-15
• 1.2.4 负偏置温度不稳定性15-16
• 1.3 主要研究内容16-18
• 第2章 编码理论基础18-28
• 2.1 基本数学概念18-19
• 2.1.1 群18
• 2.1.2 域18-19
• 2.2 向量空间19-20
• 2.3 线性分组码20-25
• 2.3.1 线性分组码原理20-22
• 2.3.2 编码电路原理22-23
• 2.3.3 校正子与差错检测23-25
• 2.3.4 译码电路原理25
• 2.4 一步大数逻辑译码25-27
• 2.5 本章小结27-28
• 第3章 大数逻辑可译码加固SRAM28-44
• 3.1 一步大数逻辑译码的构造28-35
• 3.1.1 一类一步大数逻辑可译码28-32
• 3.1.2 一步大数逻辑可译1型（63,37）DTI码32-35
• 3.2 编码器设计35-36
• 3.3 译码器设计36-38
• 3.3.1 校验函数36-37
• 3.3.2 译码输出37-38
• 3.4 一步大数逻辑译码加固SRAM及验证38-42
• 3.4.1 存储器模型38-40
• 3.4.2 存储器加固方案40-41
• 3.4.3 故障注入及存储器加固验证41-42
• 3.5 本章小结42-44
• 第4章 检测NBTI错误的SRAM设计与验证44-58
• 4.1 测试诊断软错误和NBTI错误设计44-51
• 4.1.1 具有NBTI检测功能的SRAM的设计45-48
• 4.1.2 仿真验证48-51
• 4.2 SRAM的AHB总线接口设计与系统级验证51-57
• 4.2.1 AHB总线接口设计51-54
• 4.2.2 系统级验证54-57
• 4.3 本章小结57-58
• 结论58-59
• 参考文献59-67
• 致谢67

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本文编号：590136