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

来源：电子与信息学报杂志2016年第8期北京时间：

作者：李悦, 蔡刚, 李天文, 杨海钢

单位：2.(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ISCAS89及ISCAS85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

基金资助：国家自然科学基金(61271149)，国家科技重大专项资助(2013ZX03006004)