發(fā)布時(shí)間：2018-04-26 21:34

  本文選題：單粒子效應(yīng) + 單粒子瞬態(tài)��； 參考：《電子科技大學(xué)》2015年碩士論文

【摘要】：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�？臻g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)入納米級以后,組合邏輯中軟錯(cuò)誤發(fā)生概率有超越存儲電路的趨勢。本文研究內(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作為測試電路,對本文的模型進(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Hspice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(yàn)證了瞬態(tài)脈沖在傳播過程中的脈沖效應(yīng)臨界點(diǎn)(Wp/Wn)在2~3之間。本文第四章對瞬態(tài)脈沖的產(chǎn)生概率、傳播概率、捕獲概率評估模型進(jìn)行建模,提出了基于概率模型的軟錯(cuò)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(diǎn)處驅(qū)動(dòng)和扇出晶體管大小的函數(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(gè)邏輯門傳播概率l,l有助于評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(shí)現(xiàn)對本文所采用軟錯(cuò)誤評估模型的分析驗(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小,呈指數(shù)關(guān)系。驗(yàn)證了瞬態(tài)脈沖捕獲概率隨著寄存器捕獲到的脈沖寬度的增加而增加。最終得到了所采用電路的基本信息和電路的軟錯(cuò)誤率,軟錯(cuò)誤率估算值近似在1E-05數(shù)量級,和已有經(jīng)驗(yàn)?zāi)Ｐ凸浪阒到圃谕粩?shù)量級,驗(yàn)證了本文所采用模型的可行性。
[Abstract]:With the development of electronic technology, large-scale integrated circuits are widely used in aviation and aerospace fields. There are a large number of radiation particles in space environment. The soft errors caused by these particles interfere with the normal operation of electronic equipment and even cause equipment failure. The soft error mainly comes from the single particle flip effect of sequential circuit and the single particle transient effect of combinational logic. In order to evaluate the soft error effect, on the one hand, the single-particle flip effect in the register must be considered, on the other hand, the single-particle transient effect in the combinational logic should be considered. Some data show that the probability of soft error in combinational logic is higher than that of memory circuit when integrated circuit technology enters nanometer level. This paper is divided into three parts: first, the characteristics of single particle transient pulse broadening, reduction and filtering are studied, and the transient pulse propagation model is analyzed and verified; second, the soft error analysis method of combinational circuit is studied and modeled. The third is to select ISCAS'85 as the test circuit to analyze and verify the model and compare it with the estimated results based on the path model. The main contents are as follows: in the third chapter, based on the 130 nm process conditions, the pulse effects of transient pulse propagation are analyzed: broadening effect, reducing effect and filtering effect. The transient pulse propagation model based on pulse effect is analyzed, and the average error between the estimated value of the model and the simulation value of Hspice is 1.302. The effects of circuit node fan-out, transistor size and propagation delay on the pulse propagation characteristics are analyzed. In the simulation analysis of inverter chain, the critical point of pulse effect during transient pulse propagation is verified by Hspice simulation, and the critical point Wp / Wn is between 2 and 3. In the fourth chapter, the generation probability, propagation probability and capture probability evaluation model of transient pulse are modeled, and a soft error evaluation method based on probability model is proposed. The critical charge estimation model based on linear model is proposed in the model of pulse generation probability evaluation. The model is a function of the size of the driven and fan-out transistors at the bombarded nodes. In the modeling of pulse propagation probability evaluation model, the method of lookup table is used to estimate the propagation probability of a single logic gate, which is helpful to evaluate the soft error rate of different logic gates. It is verified that the pulse propagation probability decreases with the increase of the number of logic gate inputs. In the modeling of pulse acquisition probability evaluation model, according to the relation between injection pulse width and propagation delay, pulse propagation model is used to estimate the captured pulse to the memory cell, and the pulse effect and latch effect are combined. In the fifth chapter, ISCAS'85 is used as the test circuit to realize the analysis and verification of the soft error evaluation model used in this paper. It is verified that the probability of transient pulse generation decreases with the increase of critical charge and is exponentially related. It is verified that the transient pulse acquisition probability increases with the increase of the pulse width captured by the register. Finally, the basic information of the circuit and the soft error rate of the circuit are obtained. The estimated value of the soft error rate is approximately in the order of 1E-05 and approximately the same order of magnitude as the estimated value of the existing empirical model, which verifies the feasibility of the model adopted in this paper.
【學(xué)位授予單位】：電子科技大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2015
【分類號】：TN47

【相似文獻(xiàn)】

相關(guān)期刊論文 前10條

1 朱丹;李暾;李思昆;;形式化等價(jià)性檢查指導(dǎo)的軟錯(cuò)誤敏感點(diǎn)篩選[J];計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)與圖形學(xué)學(xué)報(bào);2011年03期

2 徐建軍;譚慶平;熊磊;葉俊;;一種針對軟錯(cuò)誤的程序可靠性定量分析方法[J];電子學(xué)報(bào);2011年03期

3 熊磊;譚慶平;;基于軟錯(cuò)誤的動(dòng)態(tài)程序可靠性分析和評估[J];小型微型計(jì)算機(jī)系統(tǒng);2011年11期

4 梁華國;黃正峰;王偉;詹文法;;一種雙�；ユi的容軟錯(cuò)誤靜態(tài)鎖存器[J];宇航學(xué)報(bào);2009年05期

5 龔銳;戴葵;王志英;;片上多核處理器容軟錯(cuò)誤執(zhí)行模型[J];計(jì)算機(jī)學(xué)報(bào);2008年11期

6 孫巖;王永文;張民選;;微處理器體系結(jié)構(gòu)級軟錯(cuò)誤易感性評估[J];計(jì)算機(jī)工程與科學(xué);2010年11期

7 成玉;馬安國;張承義;張民選;;微體系結(jié)構(gòu)軟錯(cuò)誤易感性階段特性研究[J];電子科技大學(xué)學(xué)報(bào);2012年02期

8 張民選;孫巖;宋超;;納米級集成電路的軟錯(cuò)誤問題及其對策[J];上海交通大學(xué)學(xué)報(bào);2013年01期

9 龔銳;戴葵;王志英;;基于現(xiàn)場保存與恢復(fù)的雙核冗余執(zhí)行模型[J];計(jì)算機(jī)工程與科學(xué);2009年08期

10 梁華國;陳凡;黃正峰;;時(shí)序敏感的容軟錯(cuò)誤電路選擇性加固方案[J];電子測量與儀器學(xué)報(bào);2014年03期

相關(guān)會議論文 前7條

1 吳珍妮;梁華國;黃正峰;王俊;陳秀美;曹源;;容軟錯(cuò)誤的電路選擇性加固技術(shù)[A];第六屆中國測試學(xué)術(shù)會議論文集[C];2010年

2 熊蔭喬;譚慶平;徐建軍;;基于軟件標(biāo)簽的軟錯(cuò)誤校驗(yàn)和恢復(fù)技術(shù)[A];中國通信學(xué)會第六屆學(xué)術(shù)年會論文集（上）[C];2009年

3 成玉;張承義;張民選;;微體系結(jié)構(gòu)的軟錯(cuò)誤易感性評估及其階段特性研究[A];第十五屆計(jì)算機(jī)工程與工藝年會暨第一屆微處理器技術(shù)論壇論文集（B輯）[C];2011年

4 金作霖;張民選;孫巖;石文強(qiáng);;柵氧退化效應(yīng)下納米級SRAM單元臨界電荷分析[A];第十五屆計(jì)算機(jī)工程與工藝年會暨第一屆微處理器技術(shù)論壇論文集（B輯）[C];2011年

5 郭御風(fēng);郭誦忻;龔銳;鄧宇;張明;;一種面向多核處理器I/O系統(tǒng)軟錯(cuò)誤容錯(cuò)方法[A];第十五屆計(jì)算機(jī)工程與工藝年會暨第一屆微處理器技術(shù)論壇論文集（B輯）[C];2011年

6 周彬;霍明學(xué);肖立伊;;單粒子多脈沖的軟錯(cuò)誤敏感性分析方法[A];第十六屆全國核電子學(xué)與核探測技術(shù)學(xué)術(shù)年會論文集（上冊）[C];2012年

7 梁麗波;梁華國;黃正峰;;基于功能復(fù)用的增強(qiáng)型掃描結(jié)構(gòu)ESFF-SEAD[A];2011中國儀器儀表與測控技術(shù)大會論文集[C];2011年

相關(guān)博士學(xué)位論文 前9條

1 焦佳佳;處理器中分析模型驅(qū)動(dòng)的高效軟錯(cuò)誤量化方法研究[D];上海交通大學(xué);2014年

2 成玉;高性能微處理器動(dòng)態(tài)容軟錯(cuò)誤設(shè)計(jì)關(guān)鍵技術(shù)研究[D];國防科學(xué)技術(shù)大學(xué);2012年

3 丁潛;集成電路軟錯(cuò)誤問題研究[D];清華大學(xué);2009年

4 繩偉光;數(shù)字集成電路軟錯(cuò)誤敏感性分析與可靠性優(yōu)化技術(shù)研究[D];哈爾濱工業(yè)大學(xué);2009年

5 黃正峰;數(shù)字電路軟錯(cuò)誤防護(hù)方法研究[D];合肥工業(yè)大學(xué);2009年

6 孫巖;納米集成電路軟錯(cuò)誤分析與緩解技術(shù)研究[D];國防科學(xué)技術(shù)大學(xué);2010年

7 朱丹;基于時(shí)序等價(jià)性檢查的電路軟錯(cuò)誤系統(tǒng)級可靠性分析方法研究[D];國防科學(xué)技術(shù)大學(xué);2010年

8 龔銳;多核微處理器容軟錯(cuò)誤設(shè)計(jì)關(guān)鍵技術(shù)研究[D];國防科學(xué)技術(shù)大學(xué);2008年

9 景乃鋒;面向SRAM型FPGA軟錯(cuò)誤的可靠性評估與容錯(cuò)算法研究[D];上海交通大學(xué);2012年

相關(guān)碩士學(xué)位論文 前10條

1 徐東超;面向SystemC的軟錯(cuò)誤敏感度分析方法[D];上海交通大學(xué);2015年

2 靳麗娜;基于SET傳播特性的軟錯(cuò)誤率研究[D];電子科技大學(xué);2015年

3 劉思廷;考慮偏差因素的集成電路軟錯(cuò)誤分析方法研究[D];哈爾濱工業(yè)大學(xué);2014年

4 楊曉;基于合成的多核CPU軟錯(cuò)誤測試加速研究[D];華中科技大學(xué);2012年

5 汪靜;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[D];合肥工業(yè)大學(xué);2013年

6 黃捚;組合電路軟錯(cuò)誤敏感性分析與加固[D];哈爾濱工業(yè)大學(xué);2008年

7 金作霖;柵氧退化效應(yīng)下SRAM軟錯(cuò)誤分析與加固技術(shù)研究[D];國防科學(xué)技術(shù)大學(xué);2011年

8 曹源;有限狀態(tài)機(jī)的容軟錯(cuò)誤及低功耗設(shè)計(jì)[D];合肥工業(yè)大學(xué);2010年

9 呂文歡;高速CAM抗軟錯(cuò)誤設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)[D];大連理工大學(xué);2014年

10 宋超;邏輯電路軟錯(cuò)誤率評估模型設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)[D];國防科學(xué)技術(shù)大學(xué);2010年

，

本文編號：1807804