數(shù)字集成電路時序故障的在線檢測技術(shù)研究.pdf

1、近年來,半導體工藝技術(shù)迅速發(fā)展,晶體管尺寸也隨之變得越來越小,工業(yè)集成度不斷提高。但對于SOC電路設(shè)計來說,電路失效問題也變得日益嚴重,其中尤以老化現(xiàn)象和軟錯誤最為突出。盡管國內(nèi)外已有部分學者對此做過研究,提出了許多檢測結(jié)構(gòu)和解決方法。但是,這些結(jié)構(gòu)大多數(shù)功能單一,往往顧此失彼。且在工作時存在一點或多點處于浮空狀態(tài),有嚴重的電荷衰減問題,尤其易受干擾,嚴重影響了檢測結(jié)果的準確性和可信性。
　　針對上述問題,本文主要工作如下:

2、>　　首先,講述了集成電路失效的一些基本概念,以及引起電路失效的幾種因素。其中對老化現(xiàn)象和軟錯誤進行了闡述,重點講解了兩種防護方案,分析了具體工作的原理,并對其缺陷進行了總結(jié)。
　　其次,提出了一種多功能的消除浮空點的穩(wěn)定性檢測器。不僅可以在線檢測軟錯誤和延遲故障,還可以對老化現(xiàn)象進行預(yù)測,而且解決了國內(nèi)外一些老化檢測結(jié)構(gòu)的共有缺點,即結(jié)構(gòu)本身存在浮空點。這些點上的電荷會慢慢衰減,達到一定程度后邏輯值發(fā)生改變,造成檢測結(jié)果錯誤,且

3、易受串擾影響。本文的穩(wěn)定性檢測器利用自反饋邏輯電路消除了浮空點問題,較大程度地提高了檢測性能,使其具有更強的可信性和準確性。
　　最后,通過實驗對所提結(jié)構(gòu)進行性能、功耗和面積等的驗證,并將結(jié)果與一些參照結(jié)構(gòu)進行對比。所用的是模擬仿真工具Hspice。通過在不同工藝、不同電壓以及不同溫度下對本文提出的結(jié)構(gòu)進行仿真獲得數(shù)據(jù)。結(jié)果表明:所提檢測單元不僅可以檢測多種故障,而且具有良好的性能和較低的面積開銷。平均功耗開銷與參照結(jié)構(gòu)相比節(jié)約3