基于SET傳播特性的軟錯(cuò)誤率研究.pdf

1、隨著電子技術(shù)的發(fā)展，大規(guī)模集成電路被廣泛應(yīng)用于航空、航天領(lǐng)域。空間環(huán)境中存在大量輻射粒子，由這些粒子引發(fā)的軟錯(cuò)誤干擾電子設(shè)備正常工作，甚至造成設(shè)備故障。軟錯(cuò)誤主要來(lái)源于時(shí)序電路的單粒子翻轉(zhuǎn)效應(yīng)和組合邏輯的單粒子瞬態(tài)效應(yīng)。為了評(píng)估軟錯(cuò)誤效應(yīng)，一方面要考慮寄存器中出現(xiàn)的單粒子翻轉(zhuǎn)效應(yīng)，另一方面要考慮組合邏輯中產(chǎn)生的單粒子瞬態(tài)效應(yīng)。有數(shù)據(jù)表明，當(dāng)集成電路工藝技術(shù)進(jìn)入納米級(jí)以后，組合邏輯中軟錯(cuò)誤發(fā)生概率有超越存儲(chǔ)電路的趨勢(shì)。
　　本文研究

2、內(nèi)容分為三個(gè)部分：一是研究了單粒子瞬態(tài)脈沖的展寬、縮減和濾除特性，并對(duì)瞬態(tài)脈沖傳播模型進(jìn)行分析驗(yàn)證；二是研究了組合電路的軟錯(cuò)誤分析方法并進(jìn)行建模；三是選擇ISCAS’85作為測(cè)試電路，對(duì)本文的模型進(jìn)行分析驗(yàn)證，并與基于路徑模型的估算結(jié)果進(jìn)行對(duì)比。具體內(nèi)容如下：
　　本文第三章基于130 nm工藝條件，分析了瞬態(tài)脈沖在傳播過(guò)程中的脈沖效應(yīng)：展寬效應(yīng)、縮減效應(yīng)、濾除效應(yīng)。分析了基于脈沖效應(yīng)的瞬態(tài)脈沖傳播模型，得到該模型估算值和Hspi

3、ce仿真值平均誤差為1.302％。分析了電路節(jié)點(diǎn)扇出、晶體管大小以及傳播延時(shí)對(duì)脈沖傳播特性的影響。在反相器鏈仿真分析中，通過(guò)Hspice仿真，驗(yàn)證了瞬態(tài)脈沖在傳播過(guò)程中的脈沖效應(yīng)臨界點(diǎn)（Wp/Wn）在2～3之間。
　　本文第四章對(duì)瞬態(tài)脈沖的產(chǎn)生概率、傳播概率、捕獲概率評(píng)估模型進(jìn)行建模，提出了基于概率模型的軟錯(cuò)誤評(píng)估方法。在脈沖產(chǎn)生概率評(píng)估模型建模中，提出了基于線性模型的臨界電荷估算模型，該模型是被轟擊節(jié)點(diǎn)處驅(qū)動(dòng)和扇出晶體管大小的函

4、數(shù)。在脈沖傳播概率評(píng)估模型建模中，采用查找表法來(lái)估算單個(gè)邏輯門傳播概率l，l有助于評(píng)估不同類型邏輯門的軟錯(cuò)誤率，驗(yàn)證了隨著邏輯門輸入端數(shù)目的增加使脈沖傳播概率降低。在脈沖捕獲概率評(píng)估模型建模中，依據(jù)注入脈沖寬度和傳播延時(shí)關(guān)系，對(duì)捕獲到存儲(chǔ)單元的脈沖采用脈沖傳播模型來(lái)估算，將脈沖效應(yīng)和鎖存效應(yīng)相結(jié)合。
　　本文第五章以ISCAS’85作為測(cè)試電路，實(shí)現(xiàn)對(duì)本文所采用軟錯(cuò)誤評(píng)估模型的分析驗(yàn)證。驗(yàn)證了瞬態(tài)脈沖產(chǎn)生概率隨著臨界電荷的增大而減