【摘要】：集成電路制造工藝的不斷進步,帶來電路性能上的極大提升和制造成本的不斷降低,但同時也使得集成電路系統(tǒng)的可靠性問題變得更加嚴峻。當(dāng)集成電路中晶體管的工藝尺寸在45納米及以下時,由負偏置溫度不穩(wěn)定性(Negative Bias Temperature Instability,NBTI)引起的電路老化,成為影響集成電路可靠性的主要因素。本文針對NBTI引起的電路老化問題進行研究,主要工作如下:首先,介紹了電路老化的基礎(chǔ)知識和引起電路老化的幾個因素,并對納米工藝水平下NBTI效應(yīng)成為引起電路老化主要因素的原因進行重點分析。其次,詳細分析了NBTI效應(yīng)的3種預(yù)測模型:靜態(tài)NBTI模型,動態(tài)NBTI模型和長期NBTI模型,并在長期NBTI效應(yīng)模型的基礎(chǔ)上,對現(xiàn)有的緩解NBTI效應(yīng)引起電路老化的方法進行分類介紹,并對這些方法的優(yōu)缺點進行總結(jié)比較。接著,現(xiàn)有的用于緩解NBTI效應(yīng)導(dǎo)致電路老化的傳輸門插入(Transition Gate-based,TG-based)方法,在獲取關(guān)鍵門的過程中只考慮了電路單條路徑上的老化情況,未考慮保護路徑與關(guān)鍵門之間的相關(guān)關(guān)系,導(dǎo)致獲取的關(guān)鍵門冗余。針對這一問題,本文提出了一種基于路徑間相關(guān)性的緩解NBTI效應(yīng)的TG-based方法,該方法通過考慮保護路徑與關(guān)鍵門之間的相關(guān)關(guān)系,定義權(quán)值,來更加精準的識別路徑中的關(guān)鍵門,再對獲取的關(guān)鍵門進行插入傳輸門保護。最后,基于32納米晶體管工藝的ISCAS’85、ISCAS’89基準電路就本文方法和現(xiàn)有方案進行對比實驗,實驗數(shù)據(jù)顯示,本文所提的方法對電路老化的平均時延改善率為38.18%,平均面積開銷相比現(xiàn)有的方案改善了61.8%。
【學(xué)位授予單位】：安徽理工大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2018
【分類號】：TN405
【圖文】：

如圖26 路徑 3 中的 Gi、Gj，因為邏輯門 Gi除了屬于路徑 3，還屬于路徑 1、2、4、5，一共有 5 條路徑經(jīng)過該門，同樣，邏輯門 Gj除了屬于路徑 3，還屬于路徑 6，它有2 條路徑經(jīng)過。此時在路徑 3 上，Gi和 Gj對電路老化的影響程度就比僅屬于該路徑上的其它節(jié)點（如 G1）對電路的老化影響程度大。這時如果對 Gi和 Gj進行抗老化防護

【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;李鑫;易茂祥;徐輝;;電路老化中考慮路徑相關(guān)性的關(guān)鍵門識別方法[J];電路與系統(tǒng)學(xué)報;2013年02期

本文編號：2733155