【摘要】：微電子技術的高速發(fā)展和工藝尺寸的持續(xù)減小,促使數(shù)字電路的可靠性受到嚴重的威脅。由NBTI (Negative Bias Temperature Instability)效應導致的老化在很大程度上影響到了數(shù)字電路的生命周期,使數(shù)字電路的性能退化。數(shù)字電路抗老化相關方法研究對保證數(shù)字電路可靠性已經(jīng)顯得尤為重要,本文以保證數(shù)字電路可靠性為出發(fā)點,重點針對數(shù)字電路的抗老化方法進行了研究,主要工作如下：1、詳細地介紹了影響數(shù)字電路生命周期的老化效應,對其產(chǎn)生機理、數(shù)學模型和防護方法進行了詳細分析。重點闡述了幾種數(shù)字電路典型的靜態(tài)老化防護方法,并分析了它們的優(yōu)缺點。2、提出了一種考慮電路拓撲結構的老化關鍵門高效選擇方法,精選出對電路老化最關鍵的門集合�？朔藗鹘y(tǒng)關鍵門選擇方案時間開銷大和對電路老化過度防護的兩個問題,對ITC99和ISCAS標準電路的實驗結果表明,在保證電路具有相同工作壽命的前提下,相比已有的關鍵門查找方法,本文方案查找效率平均提高了3.97倍,面積開銷平均降低了27.21%。3、設計了一種基于晶體管開關特性的老化屏蔽單元,可以在電路動態(tài)運行過程中,有針對性地防護那些特定跳變延遲較大的關鍵門,從而減少關鍵路徑的傳輸延遲,使其滿足時序約束而不受老化的影響以致電路出現(xiàn)失效的危險。
[Abstract]:With the rapid development of microelectronics technology and the continuous decrease of process size, the reliability of digital circuits is seriously threatened. The aging caused by NBTI (Negative Bias Temperature Instability) effect greatly affects the life cycle of digital circuits and degrades the performance of digital circuits. The research on the anti-aging methods of digital circuits has become particularly important to ensure the reliability of digital circuits. In this paper, the anti-aging methods of digital circuits are studied with emphasis on the reliability of digital circuits. The main work is as follows: 1. The aging effect affecting the life cycle of digital circuits is introduced in detail. The generation mechanism, mathematical model and protection methods are analyzed in detail. In this paper, several typical static aging protection methods for digital circuits are described, and their advantages and disadvantages are analyzed. 2. An efficient selection method for aging critical gates considering circuit topology is proposed. Select the most critical set of gates for circuit aging. It overcomes the two problems of high time cost of traditional key gate selection scheme and over-protection against circuit aging. The experimental results of ITC99 and ISCAS standard circuits show that the circuit has the same working life under the premise that the circuit has the same working life. Compared with the existing key gate lookup methods, the efficiency of this scheme is increased by 3.97 times on average, and the area overhead is reduced by 27.21. 3. An aging shielding cell based on transistor switching characteristics is designed. In the course of dynamic operation of the circuit, the critical gates with large jump delay can be protected, thus the transmission delay of the critical path can be reduced, and the transmission delay of the critical path can be reduced so that the critical path can meet the timing constraints without the influence of aging, and the circuit will be at risk of failure.
【學位授予單位】：合肥工業(yè)大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2015
【分類號】：TN79

【相似文獻】

相關期刊論文 前10條

1 ;攜手行業(yè)領袖 齊聚數(shù)字論壇 安捷倫數(shù)字測試論壇成功實現(xiàn)數(shù)字電路與嵌入式系統(tǒng)的設計[J];電子測量技術;2004年04期

2 劉秀珍;;數(shù)字電路考前的分析與策略[J];衛(wèi)生職業(yè)教育;2006年06期

3 朱幼娟;張素琴;;關于《數(shù)字電路》課程實踐教學的一些探索[J];常州信息職業(yè)技術學院學報;2006年02期

4 韓麗娟;;《數(shù)字電路》教學初探[J];才智;2008年07期

5 康雪梅;;《數(shù)字電路》課程改革初探[J];電子技術;2009年05期

6 王軍;;淺談《數(shù)字電路》課堂教學效果的提高[J];科技創(chuàng)新導報;2009年36期

7 魏文浩;;試論數(shù)字電路的研究與應用[J];硅谷;2010年03期

8 張素;;計算機“數(shù)字電路”創(chuàng)新性實踐教學模式研究[J];教育與教學研究;2010年12期

9 蔣躍軍;;探究數(shù)字電路創(chuàng)新教學[J];成功(教育);2010年11期

10 程倩;;《數(shù)字電路》課程案例教學法探析[J];讀與寫(教育教學刊);2011年03期

相關會議論文 前10條

1 鄧元慶;賈鵬;;《數(shù)字電路與系統(tǒng)設計》教材的特色創(chuàng)新[A];電子高等教育學會2007年學術年會論文集[C];2007年

2 秦振杰;孫曉萌;方曉;;數(shù)字電路課程設計教學改革探討[A];教育部中南地區(qū)高等學校電子電氣基礎課教學研究會第二十屆學術年會會議論文集（上冊）[C];2010年

3 甘仲民;;微波數(shù)字電路的進展(述評)[A];1995年全國微波會議論文集（下冊）[C];1995年

4 馮小龍;袁小平;;“數(shù)字電路”實驗課程雙語教學的探索與研究[A];全國高等學校電子技術研究會論文集[C];2009年

5 李世平;許化龍;;多功能數(shù)字電路測試診斷系統(tǒng)[A];1997中國控制與決策學術年會論文集[C];1997年

6 樊俊義;;數(shù)字電路誤碼指標的運行分析[A];內蒙古通信學會2005年年會論文集[C];2005年

7 周潯;王曉麗;任銳;;一種數(shù)字電路故障測試方法的研究[A];中國儀器儀表學會第十二屆青年學術會議論文集[C];2010年

8 鄧元慶;石會;關宇;賈鵬;龔晶;;“數(shù)字電路與邏輯設計”課程的教學設計[A];中國電子教育學會高教分會2010年論文集[C];2010年

9 李曉輝;許耀華;程鴻;;“數(shù)字電路與邏輯設計”課程教學改革探索與實踐[A];中國電子教育學會高教分會2009年論文集[C];2009年

10 陳希;陳光;謝永樂;;數(shù)字電路BST的測試矢量預裝和響應提取[A];2004全國測控、計量與儀器儀表學術年會論文集（下冊）[C];2004年

相關重要報紙文章 前6條

1 上海 蘇成富;愿與數(shù)字電路初學者共享經(jīng)驗體會[N];電子報;2014年

2 新疆 樓小楠 編譯;一款測試數(shù)字電路誤碼率的方法[N];電子報;2013年

3 常州市電子技工學校 何海濱;PROTEUS仿真教學——數(shù)字電路篇[N];電子報;2009年

4 四川 王斌;數(shù)字電路抗干擾的方法[N];電子報;2002年

5 安捷倫科技電子測量儀器與系統(tǒng)事業(yè)部市場部 陳力;電子測量儀器向高性能邁進[N];中國電子報;2005年

6 電子科技大學 陳偉鑫;入門既不難 深造亦好辦[N];電子報;2004年

相關博士學位論文 前2條

1 嚴魯明;數(shù)字電路老化失效預測與防護技術研究[D];合肥工業(yè)大學;2013年

2 柏磊;數(shù)字電路進化設計算法研究[D];南京理工大學;2012年

相關碩士學位論文 前10條

1 張偉偉;基于Qt的數(shù)字電路自動設計軟件[D];山東大學;2015年

2 賀彥銘;基于自適應技術的亞閾區(qū)數(shù)字電路研究與設計[D];電子科技大學;2015年

3 李陽明;一種用于亞閾區(qū)的超低功耗數(shù)字電路系統(tǒng)設計[D];電子科技大學;2015年

4 余天送;數(shù)字電路抗老化方法研究[D];合肥工業(yè)大學;2015年

5 楊玲;數(shù)字電路多目標進化設計研究[D];南京航空航天大學;2010年

6 崔艷莉;數(shù)字電路進化設計優(yōu)化算法研究[D];河北師范大學;2013年

7 張耀鐳;數(shù)字電路在線進化設計研究[D];南京航空航天大學;2007年

8 李寶瑜;建構主義理論指導下的《脈沖與數(shù)字電路》教學改革研究[D];江西師范大學;2005年

9 趙欣;基于多處理器的數(shù)字電路系統(tǒng)設計和實現(xiàn)[D];西安電子科技大學;2010年

10 徐瓊燕;數(shù)字電路及EDA實驗系統(tǒng)設計及其應用[D];南昌大學;2008年

，

本文編號：2422436