發(fā)布時間：2020-06-26 02:38

【摘要】：隨著集成電路制造工藝進入納米層級,負偏置溫度不穩(wěn)定性(Negative Bias Temperature Instability,NBTI)引起的電路老化問題嚴(yán)重影響了集成電路的可靠性和穩(wěn)定性。NBTI效應(yīng)主要作用于邏輯門中的PMOS晶體管,表現(xiàn)為閾值電壓的漂移,從而造成電路時延增加、性能下降,嚴(yán)重的將導(dǎo)致電路功能失效。研究和緩解NBTI效應(yīng)對電路的影響,已經(jīng)成為集成電路可靠性設(shè)計的重要內(nèi)容之一。應(yīng)用門替換(GR)技術(shù)緩解電路NBTI老化需要在設(shè)計階段定位出目標(biāo)關(guān)鍵門,然而現(xiàn)有的相關(guān)研究在選取關(guān)鍵門時,沒有考慮門替換技術(shù)應(yīng)用后可能導(dǎo)致關(guān)鍵門輸出變化對電路產(chǎn)生的負面影響,使得電路的老化防護低于預(yù)期效果。本論文提出一種有效的度量方法以表征門電路的NBTI老化程度,并作為電路老化關(guān)鍵門的識別依據(jù),用于優(yōu)化門替換技術(shù)。實驗結(jié)果表明,應(yīng)用優(yōu)化門替換技術(shù)得到的電路時延退化改善率平均達到25.11%,而反映硬件開銷的平均門替換率只有5.82%,所提方案以較低的硬件開銷提高了門替換技術(shù)緩解電路老化的能力。輸入向量控制(IVC)和門替換技術(shù)結(jié)合緩解電路老化過程中,門替換技術(shù)的應(yīng)用可能會破壞IVC方案對電路原有的優(yōu)化效果。為提高方案的兼容性,優(yōu)化門替換技術(shù)的應(yīng)用,本論文根據(jù)各方案的抗老化原理,提出一種基于門替換技術(shù)約束的最優(yōu)輸入向量選取策略,以減小方案結(jié)合過程中的負面影響,進一步提高方案的抗NBTI老化能力。實驗結(jié)果表明,本論文方案有效地發(fā)揮了輸入向量控制與門替換技術(shù)的優(yōu)勢,電路時延退化改善率平均達到33.06%,比傳統(tǒng)方案相對提高16.53%,驗證了本論文方案具有較好的抗NBTI老化效果。
【學(xué)位授予單位】：合肥工業(yè)大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2018
【分類號】：TN402

【參考文獻】

相關(guān)期刊論文 前2條

1 梁華國;陶志勇;李揚;;一種緩解NBTI效應(yīng)引起電路老化的門替換方法[J];電子測量與儀器學(xué)報;2013年11期

2 李揚;梁華國;陶志勇;;應(yīng)用輸入向量約束的門替換方法緩解電路老化[J];應(yīng)用科學(xué)學(xué)報;2013年05期

本文編號：2729699