卜登立

基于伪门故障模型的PTM可靠度评估方法

卜登立1,2

（1. 井冈山大学电子与信息工程学院，江西，吉安 343009；2. 同济大学软件学院，上海 201804）

为准确评价瞬时故障对电路可靠性的影响，通过将互连线故障建模在逻辑门的输入，建立伪门故障模型，并将之应用于基于Probability Transfer Matrix（PTM）的可靠度评估方法。在可靠度分析过程之中构建伪门并计算其PTM，从而计算出电路的PTM以及可靠度。通过对74系列电路和ISCAS85基准电路可靠度的计算验证了伪门故障模型以及基于伪门故障模型的PTM可靠度评估方法的有效性。

瞬时故障; 电路可靠度; 伪门故障模型; 概率转移矩阵

1 概述

随着工艺水平的发展，晶体管的特征尺寸不断减小[1-2]，由于电容降低，电路节点仅需很少的电荷来存储其状态；同时，器件工作电压也随工艺水平的发展有所下降，而为了降低功耗，设计者也会主动降低器件工作电压，相应的噪声容限也不断降低[1]。所有这些因素使得器件更容易受来自宇宙射线的高能粒子撞击、电容耦合、电磁干扰或电源瞬变[3-4]的影响，这些因素产生的瞬态脉冲导致电路节点状态发生翻转，从而产生瞬时故障，由于瞬态脉冲不会导致器件的永久损坏，因此也称之为软差错[3]。瞬时故障已经成为CMOS集成电路可靠度的重要威胁[5]，因此，业界对电路瞬时故障敏感度的关注度越来越高，可靠度已经成为非常重要的设计约束，有必要在设计过程中引入可靠度指标、评估工具，以便能够在设计阶段更好的集成和遵守这些约束[5]。……