隨著集成電路工藝節(jié)點(diǎn)的不斷進(jìn)步,集成度的不斷提高,操作頻率的不斷增加,供電電壓的不斷降低,納米尺度集成電路越來越容易受到輻射影響（主要是空間輻射、大氣輻射、工業(yè)輻射和封裝材料輻射等）而導(dǎo)致系統(tǒng)輸出錯(cuò)誤,甚至引起系統(tǒng)失效。尤其在航空航天等特殊應(yīng)用領(lǐng)域,高能粒子輻照作用引起的集成電路瞬態(tài)故障,已嚴(yán)重影響電子系統(tǒng)的可靠性。針對(duì)愈發(fā)嚴(yán)重的單粒子軟錯(cuò)誤問題,高效和高精度的單粒子軟錯(cuò)誤評(píng)估已成為高可靠性納米尺度集成電路設(shè)計(jì)和應(yīng)用領(lǐng)域所關(guān)注的熱點(diǎn)問題。隨著電路節(jié)點(diǎn)數(shù)的增加,軟錯(cuò)誤評(píng)估的計(jì)算量呈現(xiàn)指數(shù)級(jí)增長,嚴(yán)重減緩了敏感性評(píng)估過程,為了高效地分析集成電路對(duì)單粒子翻轉(zhuǎn)的軟錯(cuò)誤敏感性,我們提出一種基于SRAM型FPGA故障注入的單粒子翻轉(zhuǎn)敏感性分析方法,利用FPGA的硬件并行特性,有效加速單粒子翻轉(zhuǎn)軟錯(cuò)誤評(píng)估過程。同時(shí),單粒子瞬態(tài)對(duì)于軟錯(cuò)誤敏感性的影響機(jī)制較為復(fù)雜而難以精確建模,為了精確地分析單粒子瞬態(tài).的軟錯(cuò)誤敏感性,本文將FPGA作為更真實(shí)的集成電路模擬平臺(tái),在其片上高精度地實(shí)現(xiàn)單粒子瞬態(tài)的產(chǎn)生和采集,并研究了單粒子瞬態(tài)傳播時(shí)的脈寬變化。另外,作為SET傳播研究的拓展部分,本文深入分析工藝波動(dòng)和電子... 

【文章來源】：合肥工業(yè)大學(xué)安徽省 211工程院校 教育部直屬院校

【文章頁數(shù)】：114 頁

【學(xué)位級(jí)別】：博士

【部分圖文】：

圖２．１故障、錯(cuò)誤與失效之Ｎ的邏輯關(guān)系??Ｆｉｇ．?２．１?Ｉ＇ｈｅ?ｌｏｇｉｃａｌ?ｒｅｌａｔｉｏｎｓｈｉｐ?ｂｅｔｗｅｅｎ?ｆａｉｌｕｒｅ，?ｅｒｒｏｒ?ａｎｄ?ｆａｉｌｕｒｅ??

第二章軟錯(cuò)誤的基本知識(shí)??如圖２．３．ｂ所示，福射引起的電壓脈沖會(huì)沿著組合邏輯電路進(jìn)行傳播，可能被末端??的時(shí)序元件所捕獲，從而導(dǎo)致電路錯(cuò)誤［４５４６］。過去，ＳＥＴ效應(yīng)的研宄很少受到關(guān)??注，與時(shí)序單元中的ＳＥＵ相比，ＳＥＴ對(duì)于軟錯(cuò)誤率的貢獻(xiàn)是非常小的。然而，隨??著半導(dǎo)器件工藝的不斷進(jìn)步，恃征尺寸縮減和操作電壓下降，致使集成電路的??噪聲容限下降，加上時(shí)鐘頻率的不斷提高以及兩級(jí)觸發(fā)器之間的邏輯深度不斷減??�。串惓Ｃ}沖被屏蔽的概率不斷降低），組合邏輯電路中的ＳＥＴ對(duì)軟錯(cuò)誤率的??貢獻(xiàn)愈發(fā)顯著［４７４８］，有研宄表明，在最新的半導(dǎo)體工藝尺寸下，ＳＥＴ對(duì)軟錯(cuò)誤的??貢獻(xiàn)率已十分接近ＳＥＵ［４９］。??ｅｎｅｒｇｅｔｉｃ?ｃｈａｒｇｅｄ??ｐａｒｔｉｃｌｅｓ???

一個(gè)作為故障注入電路，另一個(gè)作為非故障注入電路，用來判定故障??注入電路的輸出以及時(shí)序邏輯狀態(tài)是否異常。對(duì)故障注入電路時(shí)序單元所做的修??改如圖３．３．ａ所示，ＦＩＥ是位故障注入使能端，每個(gè)觸發(fā)器對(duì)應(yīng)一個(gè)ＦＩＥ信號(hào)，若??Ｆ１Ｅ為丨時(shí)，正常信號(hào)的Ｄａｔａ＿ｉｎ將被取反輸入到觸發(fā)器中，即實(shí)現(xiàn)了?ＳＥＵ故障注??入的功能，若ＦＩＥ為０時(shí)，正常信號(hào)的Ｄａｔａ＿ｉｎ將直接輸入到觸發(fā)器中，電路正常??運(yùn)行。ｓａｖｅ是保存當(dāng)前狀態(tài)的使能信號(hào)，當(dāng)ｓａｖｅ為０時(shí)，當(dāng)前觸發(fā)器的輸出信號(hào)??Ｄａｔａ＿ｏｕｔ會(huì)被選通到ｓｔａｔｅ觸發(fā)器，實(shí)現(xiàn)觸發(fā)器狀態(tài)保存，當(dāng)ｓａｖｅ為１時(shí)，ｓｔａｔｅ觸??發(fā)器的狀態(tài)將保持不變。ｌｏａｄ是加載之前保存狀態(tài)的使能信號(hào)，當(dāng)ｌｏａｄ為０時(shí)，??ｓａｖｅ階段保存的觸發(fā)器狀態(tài)將被加載到ｆａｕｌｔｙ觸發(fā)器中

【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
[1]動(dòng)態(tài)可配置多輸出RO PUF[J]. 劉勇聰,王建業(yè),丁浩.  電子技術(shù)應(yīng)用. 2017(09)
[2]VLSI系統(tǒng)級(jí)軟錯(cuò)誤可靠性評(píng)價(jià):綜述[J]. 朱丹,李暾,李思昆.  計(jì)算機(jī)工程與科學(xué). 2013(03)
[3]改進(jìn)的仲裁器PUF設(shè)計(jì)與分析[J]. 張俊欽,谷大武,侯方勇.  計(jì)算機(jī)工程. 2010(03)
[4]航天電子抗輻射研究綜述[J]. 馮彥君,華更新,劉淑芬.  宇航學(xué)報(bào). 2007(05)
[5]龍芯1號(hào)處理器的故障注入方法與軟錯(cuò)誤敏感性分析[J]. 黃海林,唐志敏,許彤.  計(jì)算機(jī)研究與發(fā)展. 2006(10)

博士論文
[1]納米集成電路軟錯(cuò)誤分析與緩解技術(shù)研究[D]. 孫巖.國防科學(xué)技術(shù)大學(xué) 2010
[2]集成電路單粒子效應(yīng)建模與加固方法研究[D]. 劉必慰.國防科學(xué)技術(shù)大學(xué) 2009

碩士論文
[1]基于FPGA的微控制器芯核軟錯(cuò)誤敏感性評(píng)估方法研究[D]. 孫紅云.合肥工業(yè)大學(xué) 2017
[2]納米CMOS集成電路抗輻射加固鎖存器設(shè)計(jì)研究[D]. 李昕.合肥工業(yè)大學(xué) 2017



本文編號(hào)：3115978