Loading...

Soft Error Rate Estimation in Presence of Multiple Event Transients (METs)

Javanmardi, Mahdi | 2013

1939 Viewed
  1. Type of Document: M.Sc. Thesis
  2. Language: Farsi
  3. Document No: 44907 (19)
  4. University: Sharif University of Technology
  5. Department: Computer Engineering
  6. Advisor(s): Miremadi, Ghasem
  7. Abstract:
  8. With continuous device down-scaling and increase in transistor counts on a chip, complementary metal-oxide-semiconductor (CMOS) technology has become extremely sensitive to soft errors. Soft errors are transient errors caused by energetic particles such as neutrons and alpha particles. An essential step to design a soft error tolerant digital system with minimal performance and power overheads is Soft Error Rate (SER) estimation of system components. Until recently, Single Event Upsets (SEUs) in latches and Filp-Flops (FFs) and Single Event Transients (SETs) in combinational logic parts of digital circuits were regarded as the main effects of particle strikes. However, with the emerging nanoscale technologies, a high energy particle can affect two or more adjacent nodes in the circuit resulting in Multiple Bit Upsets (MBUs) in the sequential and Multiple Event Transients (METs) in the combinational components. Therefore, it is necessary to carefully consider MBUs and METs for the accurate SER estimation of a given digital circuit.
    In this thesis, a fast and accurate layout-based SER estimation technique is proposed for estimation of the overall SER of the circuits. The proposed technique fully supports both Single and Multiple Event Transients. Unlike previous techniques in which MET sites are obtained from netlist, the proposed technique performs detailed layout analysis to accurately extract adjacent fault sites. Also, the proposed technique accurately computes all three masking factors, namely, logical, electrical and timing masking. Experimental results and comparisons with Statical Fault Injections (SFIs) using Monte-Carlo simulations confirm the accuracy (under 3% difference) of the proposed technique
  9. Keywords:
  10. Fault Tolerance ; Soft Error Rate Estimation ; Single Event Transient Error ; Multiple Event Transient Error

 Digital Object List

 Bookmark

  • 1 مقدمه
  • 2 خطای نرم: ساز و کار تولید و طبقه‌بندی
    • 2-1 محیط تشعشعات و اثر تک‌رخداد
      • 2-1-1 انواع تشعشعات
      • 2-1-2 محیط طبیعی تشعشعات
      • 2-1-3 منابع تولید اثر تک‌رخداد در سطح زمین
    • 2-2 خطای نرم
      • 2-2-1 ساز و کار تولید اثر تک‌رخداد در مدارهای مجتمع نیمه‌هادی
      • 2-2-2 انواع خطای نرم
      • 2-2-3 ناحیه‌‌های حساس52F در قطعات سیلیکون
    • 2-3 انتشار رخدادهای گذرا و تبدیل به خطای نرم
    • 2-4 مدل‌سازی خطای نرم و محاسبه‌ی نرخ خطای نرم
    • 2-5 معیارهای اندازه‌گیری نرخ خطای نرم
  • 3 کارهای مرتبط با محاسبه‌ی نرخ خطای نرم
    • 3-1 روش‌هاي تزريق اِشکال مبتني بر شبيه‌سازي بردار تصادفي
    • 3-2 روش‌هاي مبتني بر نمودارهاي تصميم‌گيري دودويي و جبري
    • 3-3 روش‌هاي مبتني بر تفاضل بولي يا صدق‌پذيري
    • 3-4 روش‌هاي مبتني بر انتشار احتمال خطا
    • 3-5 روش‌هاي مبتني بر اِشکال‌هاي چندرخداد
  • 4 مدل‌های توصیف، تزریق و انتشار خطای نرم در روش پیشنهادی
  • 4 مدل‌های توصیف، تزریق و انتشار خطای نرم در روش پیشنهادی
  • 4 مدل‌های توصیف، تزریق و انتشار خطای نرم در روش پیشنهادی
    • 4-1 مدل‌ خطای نرم
      • 4-1-1 مدل خطای تک‌رخداد گذرا
      • 4-1-2 مدل خطای چندرخداد گذرا
    • 4-2 مدل مکان تزریق اِشکال
      • 4-2-1 مدل همسایگی بدبینانه
      • 4-2-2 مدل همسایگی مستخرج از سطح مدار
      • 4-2-3 مدل همسایگی مستخرج از جانمایی مدار
        • 4-2-3-1 پیش‌توصیف کتابخانه‌ی سلول‌های استاندارد
        • 4-2-3-2 استخراج مدل اثرگذاری ذرات پُر انرژی
        • 4-2-3-3 استخراج دروازه‌های هدف چندرخداد گذرا
    • 4-3 مدل عوامل تضعیف نرخ خطای نرم
      • 4-3-1 مدل‌سازی پوشش منطقی
        • 4-3-1-1 مدل احتمالاتی توصیف اِشکال
      • 4-3-2 مدل‌سازی پوشش زمانی
      • 4-3-3 مدل‌سازی پوشش الکتریکی
    • 4-4 مدل تأخیر
  • 5 روش پیشنهادی تخمین نرخ خطای نرم
    • 5-1 آماده‌سازی مدل اِشکال
      • 5-1-1 تعیین مشخصات پالس گذرا
      • 5-1-2 استخراج دروازه‌های هدف اِشکال تک‌رخداد و چندرخداد گذرا
    • 5-2 انتشار اِشکال گذرا
    • 5-3 محاسبه‌ی نرخ خطای نرم
  • 6 نتایج شبیه‌سازی
    • 6-1 مدل مرجع
    • 6-2 ارزیابی دقت روش پیشنهادی
    • 6-3 نتایج شبیه‌سازی و تحلیل‌های پیرامون
  • 7 جمع‌بندی و پژوهش‌های آتی
    • 7-1 جمع‌بندی
    • 7-2 خلاصه‌ای از کارهای پژوهشی انجام شده در این پایان‌نامه
    • 7-3 پژوهش‌های آتی
      • 7-3-1 ارائه‌ی یک مدل سطح مدارِ آگاه از جانمایی برای دروازه‌های همسایه
      • 7-3-2 تخمین نرخ خطای نرم بر اساس مدل دقیق‌تر پالس چندرخداد گذرا
  • 8 مراجع
...see more