數(shù)字集成電路時(shí)序故障的在線檢測技術(shù)研究.pdf

1、近年來,半導(dǎo)體工藝技術(shù)迅速發(fā)展,晶體管尺寸也隨之變得越來越小,工業(yè)集成度不斷提高。但對于SOC電路設(shè)計(jì)來說,電路失效問題也變得日益嚴(yán)重,其中尤以老化現(xiàn)象和軟錯(cuò)誤最為突出。盡管國內(nèi)外已有部分學(xué)者對此做過研究,提出了許多檢測結(jié)構(gòu)和解決方法。但是,這些結(jié)構(gòu)大多數(shù)功能單一,往往顧此失彼。且在工作時(shí)存在一點(diǎn)或多點(diǎn)處于浮空狀態(tài),有嚴(yán)重的電荷衰減問題,尤其易受干擾,嚴(yán)重影響了檢測結(jié)果的準(zhǔn)確性和可信性。
　　針對上述問題,本文主要工作如下:

2、>　　首先,講述了集成電路失效的一些基本概念,以及引起電路失效的幾種因素。其中對老化現(xiàn)象和軟錯(cuò)誤進(jìn)行了闡述,重點(diǎn)講解了兩種防護(hù)方案,分析了具體工作的原理,并對其缺陷進(jìn)行了總結(jié)。
　　其次,提出了一種多功能的消除浮空點(diǎn)的穩(wěn)定性檢測器。不僅可以在線檢測軟錯(cuò)誤和延遲故障,還可以對老化現(xiàn)象進(jìn)行預(yù)測,而且解決了國內(nèi)外一些老化檢測結(jié)構(gòu)的共有缺點(diǎn),即結(jié)構(gòu)本身存在浮空點(diǎn)。這些點(diǎn)上的電荷會(huì)慢慢衰減,達(dá)到一定程度后邏輯值發(fā)生改變,造成檢測結(jié)果錯(cuò)誤,且

3、易受串?dāng)_影響。本文的穩(wěn)定性檢測器利用自反饋邏輯電路消除了浮空點(diǎn)問題,較大程度地提高了檢測性能,使其具有更強(qiáng)的可信性和準(zhǔn)確性。
　　最后,通過實(shí)驗(yàn)對所提結(jié)構(gòu)進(jìn)行性能、功耗和面積等的驗(yàn)證,并將結(jié)果與一些參照結(jié)構(gòu)進(jìn)行對比。所用的是模擬仿真工具Hspice。通過在不同工藝、不同電壓以及不同溫度下對本文提出的結(jié)構(gòu)進(jìn)行仿真獲得數(shù)據(jù)。結(jié)果表明:所提檢測單元不僅可以檢測多種故障,而且具有良好的性能和較低的面積開銷。平均功耗開銷與參照結(jié)構(gòu)相比節(jié)約3