數(shù)字集成電路老化故障和軟錯(cuò)誤的在線檢測技術(shù)研究.pdf

1、隨著半導(dǎo)體工藝尺寸的不斷縮減、電路工作頻率和集成度的不斷提升,數(shù)字集成電路對(duì)老化故障及軟錯(cuò)誤越來越敏感,進(jìn)而引發(fā)了一系列的可靠性問題,如電路性能降低甚至功能失效等。尤其是在電子通訊、軍事、航空航天、生物工程以及醫(yī)藥等高端技術(shù)領(lǐng)域,如何發(fā)現(xiàn)和避免老化和軟錯(cuò)誤的發(fā)生成為設(shè)計(jì)者的首要考慮問題。本論文以提高電路可靠性為切入點(diǎn),針對(duì)老化故障及軟錯(cuò)誤的在線檢測技術(shù)進(jìn)行了研究,主要工作如下:
　　1、學(xué)習(xí)研究老化和軟錯(cuò)誤的相關(guān)概念及近年來與本文

2、相關(guān)的研究成果,對(duì)兩者的產(chǎn)生機(jī)理進(jìn)行了詳細(xì)的分析,對(duì)現(xiàn)有解決方法進(jìn)行了分類,并就各種方法的優(yōu)缺點(diǎn)進(jìn)行了分析比較。
　　2、針對(duì)電路老化的積累效應(yīng),提出了一種具有可配置延遲單元的抗老化的老化預(yù)測電路,并將其中的穩(wěn)定性校驗(yàn)器和鎖存器的功能進(jìn)行了整合。在老化的不同時(shí)期,針對(duì)老化程度,動(dòng)態(tài)調(diào)節(jié)延遲單元的延遲大小,得到不同的保護(hù)帶寬度,從而提高老化預(yù)測的準(zhǔn)確率并解決了以往設(shè)計(jì)中監(jiān)測帶大小不好控制的問題。且通過反饋電路達(dá)到對(duì)穩(wěn)定性校驗(yàn)器的輸出

3、進(jìn)行鎖存的目的。與經(jīng)典結(jié)構(gòu)相比,電路在面積上平均優(yōu)化約20.6％,在功耗方面減少36%左右。Hspice模擬器的仿真結(jié)果證實(shí)了電路的優(yōu)越性。
　　3、依據(jù)老化,軟錯(cuò)誤等故障均可轉(zhuǎn)化為時(shí)序違規(guī)信號(hào),本文提出了一種具備老化容忍能力的低功耗多故障檢測結(jié)構(gòu),可并發(fā)在線監(jiān)測老化故障和軟錯(cuò)誤,解決了以往監(jiān)測結(jié)構(gòu)只能處理單種故障或功耗面積等開銷過大以及不能進(jìn)行老化容忍的問題,使檢測結(jié)果更加全面準(zhǔn)確。Hspice仿真結(jié)果表明該方案具有良好的檢測功