تخمين نرخ خطاي نرم در مدارهاي ديجيتال با استفاده از تحليل آماري زماني ايستا

كارشناسي ارشد

با پيشرفت تكنولوژي در حوزه مدارهاي ديجيتال و كاهش شديد مقياس ساخت تراشه‌هاي ديجيتالي علي‌رغم ايجاد سرعت بالا در عملكرد مدار، موضوع قابليت اطمينان را تبديل به موضوعي مهم و چالشي در اين حوزه نموده است. با كوچكتر شدن سايز ترانزيستورها حساسيت آنها نسبت به رخداد اشكال به شدت افزايش يافته است و كوچكترين تحريكي مي‌تواند بر روي عملكرد مدار تاثير بگذارد. از جمله موضوعات مهم در خصوص قابليت اطمينان رخداد خطاي نرم در مدارهاي ديجيتالي است. خطاي نرم بر اثر برخورد يك ذره پر انرژي به سطح تراشه به وجود مي‌آيد. بر اثر برخورد ذره پرانرژي به سطح تراشه يك رويداد گذرا در محل برخورد ايجاد مي‌شود كه باعث تغيير لحظه‌اي مقدار موجود بر روي آن قسمت مدار مي‌شود. اين رويداد مي‌تواند انتشار پيدا كند و به خروجي مدار برسد و مقدار آن را تغيير دهد. تخمين نرخ خطاي نرم براي طراحي مدارهاي ديجيتال تبديل به موضوعي مهم در حوزه قابليت اطمينان مدارها شده است. از جمله عوامل تاثير گذار بر روي نرخ خطاي نرم اثر سالمندي و تغييرپذيري ساخت است كه بايد مدنظر قرار گرفته شود. در اين پايان‌نامه به ارائه روشي براي تخمين نرخ خطاي نرم در مدارهاي ديجيتال پرداخته مي‌شود. در اين روش عوامل تاثير گذار سالمندي و تغييرپذيري فرآيند ساخت به صورت مدل آماري بر روي نرخ خطاي نرم مدنظر قرار گرفته شده است. امكان تحليل تعداد نامتناهي از رويداد گذرا بر روي مدار در روش ارائه شده وجود دارد. در اين پايان‌نامه مقايسه‌اي ميان نرخ خطاي نرم هنگامي كه تاخير دروازه‌ها ثابت درنظر گرفته شده است و هنگامي كه تحت تاثير اثرات سالمندي و تغييرپذيري فرآيند ساخت قرار گرفته مي‌شوند در دوحالت تك رويداد گذرا و چند رويداد گذرا پرداخته شده است. در روش پيشنهادي از مدارهاي محك ISCAS85 استفاده شده است. به منظور انجام تحليل، يك تحريك با رويداد براي انتشار تعداد نامحدودي از رويدادهاي گذرا نوشتيم. نتايج به دست آمده نشان دهنده تفاوت محسوسي ميان اين دو رويكرد در تخمين نرخ خطاي نرم است كه كمترين تفاوت در حدود 2 درصد و بيشترين تفاوت نزديك به 100 درصد است. با توجه به نتايج حاصله، لزوم اعمال تاثيرات ذكر شده در تخمين نرخ خطاي نرم به وضوح مشخص است. واژه‌هاي كليدي: نرخ خطاي نرم، سالمندي، تغييرپذيري فرآيند ساخت، تك رويداد گذرا، چند رويداد گذرا

190954

دانشگاه علم و صنعت ايران

معماري كامپيوتر

دكتر مهدي فاضلي