基于SET傳播特性的軟錯誤率研究.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)的軟錯誤干擾電子設(shè)備正常工作，甚至造成設(shè)備故障。軟錯誤主要來源于時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)。為了評估軟錯誤效應(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，當集成電路工藝技術(shù)進入納米級以后，組合邏輯中軟錯誤發(fā)生概率有超越存儲電路的趨勢。
　　本文研究

2、內(nèi)容分為三個部分：一是研究了單粒子瞬態(tài)脈沖的展寬、縮減和濾除特性，并對瞬態(tài)脈沖傳播模型進行分析驗證；二是研究了組合電路的軟錯誤分析方法并進行建模；三是選擇ISCAS’85作為測試電路，對本文的模型進行分析驗證，并與基于路徑模型的估算結(jié)果進行對比。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)點扇出、晶體管大小以及傳播延時對脈沖傳播特性的影響。在反相器鏈仿真分析中，通過Hspice仿真，驗證了瞬態(tài)脈沖在傳播過程中的脈沖效應(yīng)臨界點（Wp/Wn）在2～3之間。
　　本文第四章對瞬態(tài)脈沖的產(chǎn)生概率、傳播概率、捕獲概率評估模型進行建模，提出了基于概率模型的軟錯誤評估方法。在脈沖產(chǎn)生概率評估模型建模中，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)點處驅(qū)動和扇出晶體管大小的函

4、數(shù)。在脈沖傳播概率評估模型建模中，采用查找表法來估算單個邏輯門傳播概率l，l有助于評估不同類型邏輯門的軟錯誤率，驗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。在脈沖捕獲概率評估模型建模中，依據(jù)注入脈沖寬度和傳播延時關(guān)系，對捕獲到存儲單元的脈沖采用脈沖傳播模型來估算，將脈沖效應(yīng)和鎖存效應(yīng)相結(jié)合。
　　本文第五章以ISCAS’85作為測試電路，實現(xiàn)對本文所采用軟錯誤評估模型的分析驗證。驗證了瞬態(tài)脈沖產(chǎn)生概率隨著臨界電荷的增大而減