多核芯片的老化防護技術研究.pdf

1、隨著CMOS工藝進入深亞微米級別，集成電路的可靠性面臨著老化效應的嚴峻考驗，老化效應嚴重地影響著集成電路的生命周期。在軍事、航空航天等對電路可靠性要求較高的行業(yè)，提高電路的抗老化能力是提高集成電路可靠性亟需解決的問題之一。本文在系統(tǒng)級別，針對數(shù)字集成電路的老化預測和老化防護兩個方面進行了研究。首先以電遷移效應為例提出了適用于多核系統(tǒng)老化預測的MTTF模型，接著在異構多核系統(tǒng)上提出一種基于混合整數(shù)線性規(guī)劃的任務調度算法，對異構多核系統(tǒng)進行

2、老化緩解。
　　現(xiàn)有的系統(tǒng)級別的可靠性模型往往考慮不全面，或者只適用于某種特殊情況。本文通過溫度的關聯(lián)，修改了RAMP模型中的固定溫度參數(shù)，使其與任務調度相聯(lián)系起來。推導出一個和頻率、電壓、功耗以及受壓時間等綜合因素相關的老化預測模型。該模型綜合考慮了多種因素的影響將系統(tǒng)級別的老化因素分成兩類，一部分是自身因素，主要與制造工藝等相關;另一部分是外界因素，主要和使用方式相關。新的模型考慮更全面，并且它可以與任務調度的關鍵參數(shù)直接相聯(lián)

3、系，便于有效使用任務調度來緩解老化效應。
　　在同構多核系統(tǒng)上主要采用負載均衡的思想緩解老化效應，然而這種方法并不適用于異構多核系統(tǒng)，有可能會加大系統(tǒng)處理核心之間的可靠性差異。因此本文提出一種基于MILP的任務調度方法，采用平均化處理核的MTTF代替同構系統(tǒng)上均衡化負載的方法作為優(yōu)化目標，通過求解建立的MILP模型，給出了任務調度的方案。所提的方法考慮了異構系統(tǒng)的處理核間的MTTF差異，提高異構多核系統(tǒng)的可靠性。實驗數(shù)據表明，所提