基于四值脉冲参数模型的单粒子瞬态传播机理与软-电子与信息学报.PDF

第 38 卷第 8 期 电 子 与 信 息 学 报 Vol.38No.8 2016 年 8 月 Journal of Electronics Information Technology . Aug. 2016 基于四值脉冲参数模型的单粒子瞬态传播机理与软错误率分析方法 李 悦①② 蔡 刚① 李天文① 杨海钢*① ①(中国科学院电子学研究所 北京 100190) ②(中国科学院大学 北京 100049) 摘 要：随着工艺尺寸的不断缩小，由单粒子瞬态(Single Event Transient, SET)效应引起的软错误已经成为影响 宇航用深亚微米 VLSI 电路可靠性的主要威胁，而 SET 脉冲的产生和传播也成为电路软错误研究的热点问题。通 过研究 SET 脉冲在逻辑链路中的传播发现：脉冲上升时间和下降时间的差异能够引起输出脉冲宽度的展宽或衰减； 脉冲的宽度和幅度可决定其是否会被门的电气效应所屏蔽。该文提出一种四值脉冲参数模型可准确模拟 SET 脉冲 形状，并采用结合查找表和经验公式的方法来模拟 SET 脉冲在电路中的传播过程。该文提出的四值脉冲参数模型 可模拟 SET 脉冲在传播过程中的展宽和衰减效应，与单参数脉冲模型相比计算精度提高了 2.4%。该文应用基于图 的故障传播概率算法模拟SET 脉冲传播过程中的逻辑屏蔽，可快速计算电路的软错误率。对 ISCAS’89 及 ISCAS’85 电路进行分析的实验结果表明：该方法与 HSPICE 仿真方法的平均偏差为 4.12%，计算速度提升 10000 倍。该文 方法可对大规模集成电路的软错误率进行快速分析。 关键词：超大规模集成电路；软错误率；单粒子瞬态；四值脉冲参数；故障传播概率 中图分类号： TN402 文献标识码： A 文章编号：1009-5896(2016)08-2113-09 DOI: 10.11999/JEIT151254 Propagation Mechanism of Single Event Transient and Soft Error Rate Analysis Method Based on Four-value Pulse Parameters Model ①② ① ① ① LI Yue CAI Gang LI Tianwen YANG Haigang ① (Institute of Electronics, Chinese Academy of Sciences, Beijing 100190, China) ② (University of the Chinese Academy of Sciences, Beijing 100049, China) Abstract: With the shrinking of feature size, soft errors due to Single Event Transient (SET) effect become the main reliability threat for aerospace deep sub-micron VLSI circuits, and the generation and propagation of SET pulse is also a hot issue in the s