[发明专利]一种快速有效的电路单元重要性测度方法

说明书

技术领域

本发明涉及电路可靠性评估的技术领域，特别是基于解析模型的 电路单元重要性测度方法。

背景技术

纳米工艺制程技术作为当前半导体产业的主要支撑技术，已被广 泛应用于各种高科技领域，如无线传感器网络、可穿戴式计算机及植 入式电子设备等。其在现实中的成功应用主要依赖于电路的微型化、 低功耗、智能化，尤其是高可靠设计等。然而，随着器件特征尺寸的 大幅缩小，导致加工工艺难度增大并不可避免地引入了更多缺陷，使 得电路可靠性既面临功能性故障的威胁，还受到参数性故障的挑战， 而传统粗粒度的高可靠性设计策略又无法满足芯片的微型化需求。因 此，有必要开展基于细粒度的高可靠电路设计方法研究以解当前困 境，其关键是要准确定位可靠性敏感的电路单元，这就要求能够准确 量化电路中各电路单元的可靠度变化梯度，它反映了电路单元在电路 中基于可靠性的重要程度。然而，工程实践中往往需均衡多面因素， 通常措施是仅对可靠性最为重要的部分电路单元采取加固。为提高加 固效果，有必要对基于可靠性的电路单元重要性测度方法展开研究。 其中，重要性电路单元指处于的拓扑位置能以较小代价在较大程度上 改善电路可靠性的电路单元。

目前，从可靠性角度测度电路单元重要性的方法主要集中在可靠 性测试领域。在电路设计的早期阶段，其惯常做法是：首先在网表中 插入故障点并设置不同的故障发生概率水平，然后针对各类输入负载 分析在该故障影响下电路可靠性的水平变化，并将结果标记为相应电 路单元的重要性水平。然而，因模拟故障与输入概率分布水平使该方 法有指数级的时间开销，且缺乏良好的动态评估能力使未能在电路设 计过程中便实现对电路单元重要性的测度。此外，针对有相同测试结 果的电路单元，该方法未给出有更高精度的量化方案，使不利于实现 细粒度高可靠电路设计的目标。在芯片制造阶段，惯常做法是：首先 利用一些附加硬件设备，如活动控头、金属夹或专用电路板等，将故 障通过管脚注入到目标芯片，然后在不同应力条件下收集芯片的失效 数据以分析其可靠性。该方法能够模拟真实的硬件故障，但针对特定 电路单元往往需要附加额外的硬件和故障注入器，一方面容易引入新 故障到目标芯片；另一方面面对如今高复杂度、高速度的芯片，要设 计这些故障注入附加硬件将变得困难甚至不可能。

发明内容

为了克服现有技术存在的测度精度不足与计算复杂度过大，以及 可操作性不强的不足，本发明提供了一种测度精度较高、计算复杂度 较小、可操作性较强的快速有效的电路单元重要性测度方法，在电路 设计的早期阶段基于EPTM模型的迭代与自适应计算方法，以实现对 不同抽象层次电路单元重要性的高精度快速有效测度。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：

一种快速有效的电路单元重要性测度方法，所述测度方法包括以 下步骤：

步骤1：网表解析及相关量的初始化

1.1)读取电路网表；

1.2)检测电路单元间的互连结构，并将隐式串并联关系显示化； 然后运用分层算法对电路分层，并提取电路的层数l_c、原始输入端数 n、原始输出端数m、电路的最大宽度w与电路单元数N。再基于二 元序偶<g_i,0>初始化第i个电路电路单元g_i，并提取其出度数dg_i，其 中i＝1,2,…,N；

步骤2：计算电路单元的可靠度变化梯度ε

2.1)按层次顺序提取第k个电路单元g_k，通过扩展的概率转移矩 阵模型EPTM计算其第j根输出引线位置的输出可靠度Rg_kj，再利用 式(1)计算该电路单元的可靠度变化梯度ε_k；