發(fā)布時間：2020-03-23 02:28

【摘要】：隨著信息技術(shù)的不斷進步和國產(chǎn)芯片行業(yè)的蓬勃發(fā)展,諸如人工智能、物聯(lián)網(wǎng)、虛擬現(xiàn)實等新一代的科技走進人們的生活,處理器扮演著不可或缺的角色。處理器國產(chǎn)化的進程在不斷推進。國產(chǎn)處理器與主流處理器在性能、架構(gòu)、運行環(huán)境上存在很大的不同,因此開展針對國產(chǎn)處理器的可靠性研究和評價有重要意義和應(yīng)用價值。課題針對傳統(tǒng)環(huán)境應(yīng)力的處理器相關(guān)試驗技術(shù)存在對國產(chǎn)處理器芯片可靠性評價不充分、不全面等不足,提出基準(zhǔn)程序集和環(huán)境應(yīng)力相結(jié)合的處理器可靠性試驗技術(shù),從軟硬件協(xié)同的角度對國產(chǎn)處理器的性能進行評測與分析。主要研究內(nèi)容和結(jié)果如下:探索了基準(zhǔn)程序集與傳統(tǒng)環(huán)境試驗相結(jié)合的試驗方案,在傳統(tǒng)環(huán)境試驗包括溫度、振動和溫度/振動綜合環(huán)境試驗的基礎(chǔ)上引入基準(zhǔn)程序集,利用基準(zhǔn)程序集具有將處理器性能量化的特點,直觀地分析環(huán)境試驗條件對處理器性能的影響,從而達到軟硬件協(xié)同試驗的目的。本課題完成了對某型號國產(chǎn)處理器開展基于軟硬件協(xié)同的處理器溫度試驗、振動試驗以及溫度/振動綜合環(huán)境試驗,試驗結(jié)果表明:溫度試驗中,溫度由低到高,處理器的性能呈現(xiàn)階梯型下降,處理器性能評測分值明顯下降的溫度點分別為45℃和85℃;振動試驗中,振動量級由低到高,處理器的性能評測分值呈現(xiàn)急劇下降,在10Grms至15Grms段下降最明顯;綜合環(huán)境試驗中,處理器的性能評測分值隨著試驗條件的嚴(yán)酷程度的升高,呈現(xiàn)緩步下降�；谲浻布䥇f(xié)同的處理器環(huán)境試驗技術(shù)為對國產(chǎn)處理器進行充分、全面的可靠性考核與評價提供了試驗手段與條件,可以促進國產(chǎn)處理器質(zhì)量可靠性水平的提升,促進產(chǎn)業(yè)化發(fā)展。
【圖文】：

現(xiàn)于 1965 年，由英特爾的創(chuàng)始人之一 Gordon Moore（戈登摩爾）提出。摩爾定律是針對集成電路的發(fā)展預(yù)測而提出的，它的內(nèi)容為：集成電路芯片上所集成的電路目，每隔 18 個月就翻一倍[8]。通過對比上文列舉的英特爾公司在 1974 年到現(xiàn)今的年期間生產(chǎn)的處理器，在微處理器的性能及功能上，每一次的更新都遵守著摩爾定爾定律也成為了處理器發(fā)展與進步的標(biāo)尺。鐘擺計劃是英特爾公司對處理器產(chǎn)品制一個研發(fā)戰(zhàn)略計劃。該計劃制定的時間為 2005 年，正是處理器由單核向多核轉(zhuǎn)變個時期。Tick-Tock 原意為“嘀嗒”，指的是時鐘鐘擺的一個周期，在英特爾的處發(fā)展戰(zhàn)略中表示為一次工業(yè)制程的發(fā)展周期，周期時長為兩年。在這兩年中，第一行工藝的提升，第二年進行架構(gòu)的升級。處理器制作工藝由 65nm 到 22nm，以及 2成功突破 14nm 研制關(guān)卡，都遵守著鐘擺計劃，如圖 1-1 所示。Tick-Tock 研發(fā)戰(zhàn)略特爾不斷的將處理器制作工藝以及架構(gòu)升級推向了更新的高度，也是英特爾能夠不在處理器研發(fā)保持活力和創(chuàng)舉的重要舉措。

大批自主研發(fā)單位。以龍芯為例介紹國產(chǎn)處理器的發(fā)展過程。龍芯系列處理器由中國科學(xué)院計算機技術(shù)研究所研發(fā)。2002 年 8 月，龍芯 1 號研制成功。龍芯 1 號是國內(nèi)第一款 32 位通用單核處理器，，采用 0.18um 工藝制造，主頻可達 266MHz。2003 年，第一款 64 位處理器龍芯2B 問世。隨后相繼發(fā)布了龍芯 2C、2E、2F、2G、2H 系列產(chǎn)品。龍芯 2 號處理器在性能上實現(xiàn)了飛速提升，并突破了多核技術(shù)。龍芯 2 號處理器采用 90nm 工藝制程，主頻可達 1GHz。2010 年，龍芯正式步入多核時代，推出首款四核處理器龍芯 3A，以及龍芯 3B。龍芯 3 號處理器采用 40nm、28nm 工藝制程，最高主頻可達 1.5GHz。國內(nèi)學(xué)術(shù)界對于龍芯的處理器及其應(yīng)用都極為重視，比如陸銳利用龍芯 1B 設(shè)計并實現(xiàn)了物聯(lián)網(wǎng)ZigBee 網(wǎng)關(guān)，并驗證了其功能[10]；杜敏杰利用龍芯 2E 平臺實現(xiàn)了 Linux 系統(tǒng)的開發(fā)與應(yīng)用[11]；李俊利用龍芯 2F 處理器在嵌入式實時虛擬化領(lǐng)域中實現(xiàn)了應(yīng)用[12]；徐騫利用龍芯 3A 處理器在嵌入式操作系統(tǒng) VxWorks 實現(xiàn)了中斷控制驅(qū)動軟件的開發(fā)[13]等等。
【學(xué)位授予單位】：華南理工大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2018
【分類號】：TP332

【參考文獻】

相關(guān)期刊論文 前10條

1 曾憲榮;;中國國產(chǎn)化處理器進展綜述[J];集成電路應(yīng)用;2018年01期

2 徐騫;;VxWorks下龍芯3A中斷控制技術(shù)的研究[J];現(xiàn)代電子技術(shù);2017年14期

3 馮偉;;如何應(yīng)對信息安全產(chǎn)業(yè)面臨的新挑戰(zhàn)[J];信息安全與通信保密;2015年01期

4 孫建勇;徐明;魏媛;劉攀峰;;多軸向振動試驗類型及試驗實施技術(shù)探討[J];環(huán)境技術(shù);2014年06期

5 陳月華;馮偉;;莫讓硬件成為信息安全的“硬傷”[J];信息安全與通信保密;2014年11期

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7 杜敏杰;馬彥恒;劉利民;;基于龍芯2E平臺的嵌入式Linux系統(tǒng)的開發(fā)與應(yīng)用[J];儀表技術(shù);2008年12期

8 陳文華;馮紅藝;錢萍;周升俊;盧獻彪;;綜合應(yīng)力加速壽命試驗方案優(yōu)化設(shè)計理論與方法[J];機械工程學(xué)報;2006年12期

9 郭欣茹,張亞峰;電子設(shè)備機箱的強風(fēng)冷設(shè)計[J];無線電通信技術(shù);2004年02期

10 唐志敏;龍芯1號通用CPU芯片的研制[J];中國科學(xué)院院刊;2002年06期

相關(guān)博士學(xué)位論文 前1條

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

相關(guān)碩士學(xué)位論文 前2條

1 李俊;基于龍芯2F平臺的XtratuM的研究與實現(xiàn)[D];蘭州大學(xué);2013年

2 周武鋒;電子設(shè)備高溫環(huán)境熱控制技術(shù)研究—材料及結(jié)構(gòu)仿真[D];中北大學(xué);2011年

本文編號：2596029