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系统与设计
白皮书

辐射耐受性不仅仅是火箭科学家的专利

减轻地面环境中的数字逻辑软错误。

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随着技术的发展,来自粒子辐射的软误差越来越受到现场可靠性的关注。这些辐射效应被称为单事件扰动(SEU),由SEU引起的故障频率被称为软误差率(SER)。软错误是由于外部原因造成的失败。相比之下,硬误差是指在电路运行过程中形成的实际工艺制造缺陷或电迁移缺陷。如果不更换硅,就无法修复硬错误;软错误通常是暂时的,电路随后会恢复功能。

在旧技术中,这个SEU问题仅限于太空等辐射恶劣的环境。随着技术向更小几何尺寸的扩展,以及集成到片上系统(SoC)中的元素数量的增加,SoC中的每个组件现在都容易受到粒子辐射的影响。因此,SoC整体上出现seu的概率较高。在各种SoC组件中,sram和标准单元顺序元件可能会出现数据丢失。类似地,组合电路可能会出现软延迟错误或故障,这可能会影响SoC的计时和/或功能,并最终导致数据故障。这意味着较小几何尺寸的soc可能具有更高的SER,在汽车、数据中心和高性能计算等高可靠性应用的设计中需要考虑这一影响。

在本文中,我们将:

  • 回顾辐射粒子的类型和影响电路SER的辐射源
  • 针对汽车和数据中心等高可靠性应用,解决SoC设计中减轻地面辐射影响的技术
  • 讨论了由于SER效应,从平面到finFET的技术尺度对SoC可靠性的影响
  • 描述Synopsys逻辑库如何在满足finFET soc严格的功率、性能和面积(PPA)要求的同时进行seu优化

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