автореферат диссертации по электронике, 05.27.01, диссертация на тему:Исследование и разработка методов и средств проектирования микросистем высокой надежности

ВВЕДЕНИЕ.

1. МЕТОДЫ ОБЕСПЕЧЕНИЯ ВЫСОКОЙ НАДЕЖНОСТИ МИКРОСИСТЕМ.

1.1. Конструкторские методы повышения надежности и выхода годных микросистем.

1.2. Математические модели для расчета надежности и выхода годных микросистем.

1.3. Модели расчета выхода годных межсоединений в микросистемах.

1.4. Методы повышения надежности с помощью средств самотестирования.

1.5. Влияние ионизирующего излучения на МОП-элементы.

1.6. Методы синтеза реконфигурируемых микросистем высокой надежности.

1.7. Выводы.

2. РАЗРАБОТКА И ИССЛЕДОВАНИЕ МОДЕЛЕЙ И МЕТОДОВ МОДЕЛИРОВАНИЯ НАДЕЖНОСТИ И ВЫХОДА ГОДНЫХ РЕЗЕРВИРУЕМЫХ МИКРОСИСТЕМ.

2.1. Сравнительный анализ методов резервирования микросистем

2.2. Разработка и исследование моделей надежности межэлементных соединений в микросистеме с учетом процесса электромиграции.

2.3. Выводы.

3. РАЗРАБОТКА И ИССЛЕДОВАНИЕ МЕТОДОВ И СРЕДСТВ РЕКОНФИГУРАЦИИ МИКРОСИСТЕМ.

3.1. Разработка и исследование методов и средств перестройки и тестирования структуры микросистем.

3.1.1. Разработка и исследование методов и средств перестройки и тестирования структуры микросистем с поэлементным резервированием.

3.1.2. Разработка и исследование методов и средств перестройки и тестирования структуры микросистем со скользящим резервированием.

3.1.3. Сравнительный анализ устройств самотестирования и реконфигурации шин со структурным резервированием.

3.2. Разработка и исследование метода повышения допустимой дозы ионизирующих излучений микросистем на основе КМОП-СБИС посредством структурного резервирования.

3.3. Выводы.

4. РАЗРАБОТКА И ИССЛЕДОВАНИЕ МЕТОДОВ СИНТЕЗА СТРУКТУРЫ ВЫСОКОНАДЕЖНЫХ МИКРОСИСТЕМ.

4.1. Разработка метода синтеза структуры микросистем с оптимальным резервированием.

4.2. Разработка и исследование алгоритма синтеза оптимизированной структуры резервируемых микросистем.

4.3. Выводы.

5. ВНЕДРЕНИЕ И ИСПОЛЬЗОВАНИЕ РЕЗУЛЬТАТОВ РАБОТЫ. 160 ЗАКЛЮЧЕНИЕ.

В результате быстрого развития микроэлектронных технологий, повышения степени интеграции, быстродействия и надежности микросхем основу элементной базы современных радиоэлектронных устройств составляют большие и сверхбольшие интегральные схемы (БИС и СБИС), определившие качественно новый уровень комплексной микроминиатюризации. При этом все шире используются специализированные микросистемы на основе сверхбольших интегральных схем (СБИС), суппер-кристаллов и СБИС-пластин, с помощью которых достигается значительное улучшение технико-экономических характеристик аппаратуры конкретного назначения /1/.

При изготовлении полупроводниковых интегральных схем создаются миллионы электронных приборов. Большое число этих схем объединены в микросистемы, выполняющие определенные электрические функции.

Выход годных микросистем сверхвысокой сложности с площадью более 170 мм2 без резервирования при современном уровне развития микроэлектронной технологии не превышает 75-85%, а затраты на проектирование очень велики /2/.

Надежность таких микросистем - сложное свойство, включающее, в свою очередь, в зависимости от условий ее эксплуатации, такие свойства, как безотказность, долговечность, ремонтопригодность (свойство микросистемы, заключающееся в ее приспособленности к предупреждению и обнаружению отказов и повреждений, к восстановлению работоспособности и исправности в процессе технического обслуживания и ремонта) и живучесть (свойство микросистемы противостоять локальным возмущениям и отказам) /3/.

Одним из наиболее эффективных методов повышения надежности и выхода годных микросистем на основе СБИС является введение дополнительных элементов и функциональных возможностей сверх минимально необходимых для нормального выполнения объектом заданных функций, т.е. резервирование /2/.

Для схем разной сложности и размеров необходимы разные способы резервирования. Количество и размещение резервных элементов, определяется самой целью резервирования: повышение выхода годных или повышение надежности. Для схем с высокой надежностью необходимы динамические программируемые соединения в сочетании с выполненными на той же пластине средствами обнаружения неисправностей (дефектов) и изменения конфигурации. При резервировании с целью повышения выхода годных микросистемы операции тестирования, обнаружения неисправности и изменения конфигурации могут контролироваться и управляться с помощью внешних по отношению к кристаллу или пластине средств. В этом случае программирование соединений выполняется однократно и без последующих изменений.

Поскольку увеличение кратности резервирования приводит к снижению эффективности использования площади кристалла, одной из основных проблем проектирования микросистем высокой надежности является определение оптимального метода и кратности резервирования.

Среди большого количества возникающих вопросов особое место занимает проблема межсоединений на кристалле СБИС. Как отмечалось /1, 4, 5/, при переходе к СБИС межсоединения (линии связи на кристалле) будут определять основные параметры микросистемы - быстродействие, площадь , энергию переключения, выход годных и надежность.

В современных СБИС проводники занимают 50-80% площади кристалла и в значительной степени определяют надежность микросхемы /6-8/. При разработке СБИС необходимо использовать модели зависимости надежности интегральных микросхем от характера и скорости физико-химических процессов деградации, протекающих в конструктивных элементах микросистем. При исследовании повышения выхода годных и надежности микросистемы нельзя рассматривать случай, когда резервируются только области кристалла с логическими схемами, а область межмодульных соединений рассматривать как постоянное ядро. Поэтому повышение выхода годных систем можно достигнуть путем замены как неисправного логического модуля резервным, так и заменой неисправного межмодульного соединения резервным.

При проектировании и изготовлении современных СБИС все большее внимание уделяется совместимости внешних протоколов обмена информацией для микросхем различных производителей как на печатной плате, так и в составе более сложных систем РЭА. Интерфейс стандарта JTAG реализован в большинстве СБИС, изготовленных за рубежом, и предназначен для решения ряда важных задач. В частности, средства JTAG обеспечивают встроенное самотестирование СБИС. С ростом степени интеграции усложняется внутренняя системная организация СБИС и вопросы обеспечения достаточного уровня надежности микросхем требуют разработки новых подходов и методов, предусматривающих интеграцию различных средств самотестирования на кристалле, в роли которого наиболее вероятно использование JTAG 191.

С ростом степени интеграции вопросы обеспечения достаточного уровня надежности микросистем требуют разработки новых подходов и методов, предусматривающих интеграцию различных средств самотестирования на кристалле. Применение BIST (Build-in Self Test) встроенных средств самотестирования является перспективным подходом к решению задач повышения надежности современных СБИС.

Решая вышеуказанные проблемы, при одновременном повышении сложности микросистем, можно обеспечить достаточно высокие показатели выхода годных и надежности СБИС.

Целью настоящей диссертационной работы является разработка и исследование моделей и методов проектирования резервируемых микросистем высокой надежности, повышение стойкости СБИС к внешним воздействиям.

Поставленная цель определяет следующие основные задачи:

1. Разработка и исследование метода определения оптимального способа и кратности структурного резервирования.

2. Разработка и исследование моделей надежности микросистемы с учетом процессов, проходящих в межэлементных соединениях.

3. Разработка и исследование методов и средств повышения надежности, позволяющих автоматически осуществлять многократную реконфигурацию микросистем.

4. Разработка и исследование метода повышения стойкости микросистемы к ионизирующим излучениям.

Научная новизна диссертационной работы выражается в следующем:

1. Разработан и исследован метод синтеза высоконадежных микросистем, позволяющий по сравнению с известными методами повысить эффективность использования площади кристалла посредством определения оптимального способа и кратности резервирования.

2. Разработаны и исследованы модели плотности тока и вероятности безотказной работы микросистемы с учетом процесса электромиграции, проходящего в межэлементных соединениях.

3. Разработан и исследован новый метод реконфигурации и самотестирования системы шин с резервированием в микросистеме высокой надежности и живучести, отличительной особенностью которого является отсутствие специальных тестовых сигналов и непрерывное определение работоспособности линии связи.

4. Разработан и исследован метод повышения допустимой дозы излучения микросистем на основе КМОП-СБИС посредством структурного резервирования

Основные результаты диссертационной работы получены автором при выполнении научно - исследовательских работ: №13053 в 1996-98гг., №13054 в 1997г. и 1999г., №13055 в 1999г., 13060, 13090 в 2000г, №13056 в 2000-01гг., № 13091, 13490 в 2001г.

Практическая значимость диссертационной работы выражается в следующем:

1. На основе предложенных методов разработаны алгоритм и программа определения оптимального метода и кратности резервирования СБИС, обеспечивающие сокращение результирующей площади проектируемой микросистемы на 30 - 50 % и времени решения задачи синтеза более чем в 10 раз по сравнению с известными алгоритмами (например, GTS). Разработаны алгоритм и программа анализа выхода годных в зависимости от параметров технологического процесса, метода и кратности резервирования.

2. Разработаны алгоритм и программа моделирования надежности СБИС с учетом электромиграции в межэлементных соединениях. Относительная погрешность моделирования результирующей наработки на отказ по сравнению с экспериментальными данными, приведенными в литературе, составляет не более 20 %.

3. Разработаны и исследованы схемы самотестирования и реконфигурации системы шин с поэлементным и скользящим резервированием, позволяющие осуществлять самотестирование и многократную реконфигурацию структуры при непрерывном режиме функционирования. По сравнению со схемой кодера-декодера для кода Хемминга разработанная схема с поэлементным резервированием обладает более чем в 5 раз высоким быстродействием, большим на 15% выходом годных при всех рассмотренных значениях входных параметров и большей на 66% надежностью (при времени работы Q t=9-10 ч и интенсивности отказов транзисторов А,=10" 1/ч ), а схема со скользящим резервированием обладает более высокими быстродействием в 1.2 раза и выходом годных на 1-4%.

4. Разработана и исследована схемная реализация интегральных КМОП-элементов, позволяющая компенсировать влияние ионизирующего излучения на параметры МДП-транзисторов за счет введения резервирования более чем в 10 раз повысить допустимую дозу излучения.

Пакеты программ оптимального резервирования микросистем высокой надежности и живучести «Оптимум» и расчета надежности систем с гибким резервированием «RELSYS», внедрены в НКБ ВС (г. Таганрог) и используются в учебном процессе ТРТУ, программа моделирования надежности СБИС с учетом электромиграции в межэлементных соединениях, методика синтеза резервируемых микросистем, устройство управления для реконфигурируемых микросистем с поэлементным и скользящим резервированием используются в учебном процессе ТРТУ.

Основные результаты диссертационной работы обсуждались и были одобрены на III Международной научно-технической конференции «Электроника и информатика-XXI век» (Зеленоград, 2000 г.), международных научно-технических конференциях «Актуальные проблемы твердотельной электроники и микроэлектроники» (ПЭМ-97, ПЭМ-99, ПЭМ-2000) (Дивноморское, 1997, 1999, 2000 гг.), Всероссийских конференциях студентов и аспирантов «Техническая кибернетика, радиоэлектроника и системы управления» (КРЭС-97, КРЭС-2000) (Таганрог, 1997, 2000 гг.).

По теме исследований опубликовано 7 печатных работ, в ВНИТЦ зарегистрировано 9 отчетов по научно-исследовательским работам, выполненным при участии автора. Подана заявка на патент РФ.

Основные положения и результаты, выносимые на защиту:

- метод и алгоритм синтеза высоконадежных микросистем, определяющие оптимальный метод и кратность резервирования;

- модели плотности тока и вероятности безотказной работы межэлементных соединений в микросистеме с учетом процесса электромиграции;

- методы и средства самотестирования и реконфигурации межэлементных соединений микросистемы высокой надежности;

- метод и схемная реализация КМОП-элемента с повышенной допустимой дозой ионизирующего излучения посредством структурного резервирования.

Результаты работы используются при выполнении научно-исследовательских работ в НКБ ВС (г. Таганрог), что подтверждается справками, приведенными в приложении 2 :

-аттестованная на соответствие нормативно-технической документации программа расчета надежности систем с резервированием "Relsys", в основе которой лежат предложенные модели надежности;

-программа «Оптимум» для определения оптимальной кратности резервирования на основе предложенных моделей надежности.

-маршрут проектирования СБИС на основе библиотеки элементов AMS-0,8 мкм для САПР Leonardo Spectrum.

В учебный процесс ТРТУ внедрены следующие результаты, которые подтверждены актами «о внедрении результатов НИР в учебный процесс», приведенными в приложении 2:

- методика синтеза резервируемых микросистем, устройство управления для реконфигурируемых микросистем с поэлементным резервированием, устройство управления для реконфигурируемых микросистем со скользящим резервированием, методика расчета вероятности безотказной работы микросистем с учетом процесса

161 электромиграции, алгоритм и программа «RELSYS» расчета надежности систем с гибким резервированием, метод, алгоритм и программа «Оптимум» оптимального резервирования микросистем высокой надежности и живучести в курсы лекций «Проектирование специализированных СБИС», «Методы оптимизации и топологического проектирования БИС», «Конструирование и технология микросхем»;

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

В результате выполнения диссертационной работы решены следующие основные задачи и получены новые научные и практические результаты.

1) Проведен анализ методов проектирования микросистем и выработаны следующие рекомендации:

- для современного уровня развития микроэлектронной технологии нецелесообразно применять общее резервирование, т.к. стоимость микросистем оказывается слишком высокой, поэлементное и скользящее резервирование отличаются более высокой эффективностью по сравнению с общим резервированием. Это объясняется тем, что при поэлементном и скользящем резервировании вероятность выхода годных определяется в большей степени кратностью резервирования отдельных элементов системы, чем технологическими параметрами;

- эффективность скользящего резервирования выше в микросистемах, модули которых выполняют сходные функции и занимают равную площадь на кристалле. В условиях равной вероятности выхода из строя любого модуля скользящее резервирование по сравнению с поэлементным позволяет сократить число резервных модулей и площадь кристалла в целом в 2 раза. Для системы состоящей из 150 блоков для достижения вероятности безотказной работы Р=0.8 необходимо использовать двукратное поэлементное резервирование или использовать всего 10 резервных блоков для скользящего резервирования.

2) Проведен анализ влияния архитектуры построения кристалла на суммарную площадь связей, от которой зависит выход годных систем. Для значений плотности дефектов 0.0005-0.0015 мм" при количестве рабочих процессоров 4, числе резервных процессоров 8 и площади одного процессора 25 мм наибольший выход годных (86 %) характерен для архитектуры с матричным расположением блоков на кристалле и связями, проведенными по способу "море фрагментов". Наихудший вариант построения кристалла с иерархическим расположением блоков и без трассировочных каналов (18 %).

3) Разработаны модели, позволяющие производить анализ надежности межсоединений в СБИС с учетом процесса электромиграции в зависимости от параметров проводников. Относительная погрешность моделирования результирующей наработки на отказ по сравнению с экспериментальными данными составляет не более 20 %, что свидетельствует о возможности использования предложенных моделей для анализа надежности в САПР СБИС.

4) Разработан метод реконфигурации микросистемы и схемные реализации для поэлементного и скользящего резервирования шин интегральных схем. В рамках данного метода реализуется самотестирование и реконфигурация при отсутствии специальных тестовых сигналов и определяется работоспособность линии связи в непрерывном режиме посредством сравнения логических уровней на входе и выходе тестируемого межсоединения в процессе его функционирования. Разработанный метод и схема самотестирования и реконфигурации системы шин с поэлементным резервированием по сравнению со схемой кодера-декодера для кода Хемминга обладает более чем в 5 раз высоким быстродействием, большим на 1-5% выходом годных при всех рассмотренных значениях входных параметров и большей на 66% надежностью (при времени работы t=9-103 ч и интенсивности отказов транзисторов А=10~91/ч).

5) Разработанная схема самотестирования и реконфигурации системы шин со скользящим резервированием несмотря на превышение более чем в 4 раза по числу транзисторов и, соответственно, по занимаемой на кристалле площади по сравнению со схемой кодера-декодера для кода Хемминга обладает более высокими быстродействием в 1.2 раза и выходом годных на 1-4%. С точки зрения надежности наиболее эффективно использовать схему со скользящим резервированием при значениях X < 4-10"8 1/ч и в случаях, когда площадь одной линии составляет более 20 % от площади устройства самотестирования и реконфигурации.

6) Разработан метод повышения допустимой дозы ионизирующих излучений КМОП-СБИС с помощью ввода резервных транзисторных структур с различными уровнями легирования областей канала, в рамках которого осуществляется автоматическое тестирование и замена рабочих транзисторов резервными за счет сдвига пороговых напряжений ключевых и резервных транзисторов при воздействии ионизирующего излучения в области значений, обеспечивающих требуемую помехоустойчивость. Предложены схемные реализации разработанного метода повышения допустимой дозы ионизирующих излучений КМОП-СБИС с использованием однократного и двукратного резервирования транзисторных структур. Использование разработанного метода позволяет более чем на порядок повысить допустимую поглощенную дозу излучения.

7) Разработан метод наилучшего хода для синтеза микросистем повышенной надежности. Согласно результатам проведенного в

165 диссертационной работе исследования, разработанный метод в 40 - 60 % случаев позволяет достичь глобального оптимума. По сравнению с эвристическим алгоритмом GTS, решения, полученные при помощи предложенного метода, характеризуются в среднем на 10 - 30 % меньшей площадью. Таким образом, предложенный метод позволяет повысить качество проектных решений при сокращении времени и затрат на проектирование микросистем.

8) Предложены алгоритм и программа синтеза структуры микросистем на основе метода наилучшего хода. Согласно результатам проведенного анализа и тестирования на ЭВМ сложность предложенного алгоритма составляет 0(N2) в отличие от алгоритма полного перебора сложностью 0(MN). Предложенные алгоритм и программа могут служить основой для разработки подсистем автоматического синтеза оптимальной структуры резервируемых микросистем высокой сложности для САПР.

1. Быстродействующие матричные БИС и СБИС. Теория и проектирование./Б.Н. Файзулаев, И.И.Шагурин, А.Н.Кармазинский и др.;Под общей редакцией Б.Н. Файзулаева и И.И.Шагурина. М.: Радио и связь, 1989,-304 с.: ил.

2. Defect Reduction. The International Technology Roadmap for Semiconductors: 1999.

3. Надежность технических систем : Справочник/Ю.К.Беляев, В.А.Богатырев, В.В.Болотин и др.; Под ред.И.А.Ушакова М.: Радио и связь, 1985.С.608., ил.

4. Файзулаев Б.Н. Оценка средней длины трассировочной способности связей матричных БИС ЭВМ. Микроэлектроника, 1983, Т. 12, вып. 5, с. 457-463

5. Файзулаев Б.Н. Предельное быстродействие и основные закономерности развития логических ЭВМ. Микроэлектроника и полупроводниковые приборы, 1984, вып. 8, с. 5-15.

6. Обзор по электронной технике: Многоуровневая металлизация интегральных микросхем и проблемы ее надежности/Л.С. Турулина, И.Н. Рубцов. М., 1983. - Вып. 6 (956). Сер. Полупроводниковые приборы. 32 с.

7. Обзор по электронной технике: Влияние технологических факторов на интенсивность электромиграции в межсоединениях интегральных схем/И.А. Калябина. М., 1986. - Вып.18 (1238). Сер. Технология, организация производства и оборудование. - 26 с.

8. Чернышев А.А. Основы надежности полупроводниковых приборов и интегральных микросхем,- М.: Радио и связь, 1988. 256 е.: ил.

9. Коробков А.И., Шагурин И.И. Особенности самотестирования СБИС с применением JTAGZ/Всероссийская НТК с международным участием "Актуальные проблемы твердотельной электроники и микроэлектроники". Таганрог: ТРТУ, 1996.

10. Ю.Архангельский Ф.Я., Гордеев Б.К. Анализ метода вероятностного расчета интегральных схем на максимум процента выхода./Под ред. Васенкова А.А. Микроэлектроника, вып. 8, 1975, с. 176.

11. П.Коноплев Б.Г. Реализация многопроцессорных систем на основе суперкристаллов и СБИС пластин. Электроника. 1988. T.17.N 5, с.432-438.

12. Степаненко И.П. Основы микроэлектроники: Учебное пособие для вузов. -М.: Сов. радио, 1980, с. 424.

13. Надежность электронных элементов и систем. / Под общей редакцией X. Шнайдера М.: Мир, 1977, с. 258: ил.

14. Мур У.Р.Обзор методов обеспечения отказоустойчивости, повышающих выход годных интегральных схем. ТИИЭР. Т.74., №5, май 1988, с. 76-89.

15. Поса Дж. Резервирование в полупроводниковых ЗУ большой емкости -путь к резкому повышению выхода годных приборов. Электроника, 1981, т. 54, №15, с. 26-31.

16. Эббот Р., Кокконен К., Канг Р., Смит Р. Практическая реализация резервирования для семейства полупроводниковых ЗУ. Электроника, 1981, т. 54, №15, с. 41-46.

17. T.J. Rogers. Redundancy in RAMs. in Proc. Int. Solid State Circuits Conf., Feb. 1982, pp. 228-229.18.3ак E. А., Лимэн P. С., Ю Чан Кил. Развитие идеи построения вычислительной машины на пластинке. ТИИЭР, 1964, т. 52, № 12, с. 1862- 1870.

18. R. P. Cenker et al. A faul tolerant 64K dynamic random access memory. IEEE Trans. Electron Devices, vol. ED 26, № 6, June 1979, pp. 853 - 860.

19. Смит P. Т. Ремонт СБИС ЗУ с помощью лазера. Электроника, 1981, т. 54, №15, с. 46-51.

20. Таруи.Я. Основы технологии СБИС: пер. с япон.-М.Радио и связь, 1985, с.480.

21. Рауль Сад, Ким Харди. Получение высокого выхода годных в сочетании с высоким быстродействием в статических ЗУПВ с резервированием. Электроника, 1981, № 15, с. 32-33.

22. Смит Р.Т. Ремонт СБИС ЗУ с помощью лазера. Электроника, 1981, № 15, с. 46-51.

23. Баринов В.В., Калинин А.В., Киреев В.Ю. Кластерное производство специализированных СБИС. Известия вузов. Электроника, №4-5, 2000, с. 98-102.

24. N.I. Davis, F.G. Gray, I.A. Wergner, S.E. Jawson, V. Murthy, T.S. White, Reconfiguring fault-tolerant two-dimensional array architectures.// IEEE Micro, 1994, pp.60-69.

25. J.I. Raffel, A H. Anderson, G.H. Chapman, K.H. Konkle, B. Mathur, A.M. Soares, P.W. Wyatt. A wafer scale digital integrator using restructurable VSLI.// IEEE Journal of Solid - State Circuits, vol. sc-20, № 1, February, 1985, pp.399-407.

26. Ming-Feng Chang and W. Kent Fuchs. Loop based Design and reconfiguration of wafer - scale linear arrays with harvest rates.// IEEE Journal of Solid - State Circuits, vol. 26, № 5, May, 1991, pp. 717-727.

27. В.А. Головко. Методы обеспечения отказоустойчивости линейных систолических процессоров. Микроэлектроника, том 24, № 3, 1995, с. 229-240.

28. И.Корен, Д.К. Прадхан. Избыточность как средство повышения надежности и выхода годных мультипроцессорных систем с интеграцией на уровнях кристалла и пластины.// ТИИЭР, т.74, № 5, май 1986, с. 93-106.

29. М.Сами, Р. Стефанелли. Перестраиваемые архитектуры матричных процессорных СБИС. ТИИЭР, т. 74, № 5, май 1986, с.107-118.

30. Ivo Dobbelaere, Mark Horowitz, Abbas El Gamal. Regenerative Feedback Repeaters for Programmable Interconnections.// IEEE Journal of Solid -State Circuits, vol. 30, № 11, November 1995, pp. 1246 1253.

31. Реконфигурация защищенных от отказов двумерных архитектур. Экспресс-информация "Электроника", № 5,1995, с.7-13.

32. Мангир Т.Э. Источники отказов и повышение выхода годных СБИС и восстанавливаемые соединения в СБИС и СБИС-пластинах: Часть II. Восстанавливаемые соединения в СБИС и СБИС-пластинах. // ТИИЭР, т. 72, № 12, 1984, с. 25-33.

33. Гришечкин М. И. Влияние резервирования на выход годных микросхем на ЦМД- / Под ред. Васенкова А.А. и Федотова Я.А. Микроэлекторика, вып.8,1984, с.97-100.

34. Пономарев М.Ф., Коноплев Б.Г. Конструирование и расчет микросхем и микропроцессоров: Учеб.пособие для вузов.-М.: Радио и связь, 1986, с. 176.

35. Фролов А.Д. Теоретические основы конструирования и надежности радиоэлектронной аппаратуры. М.: Высшая школа, 1970, с. 488.

36. Ермолаев Ю.П., Пономарев М.Ф., Крюков Ю.Г. Конструкции и технология микросхем. М.: Сов. радио, 1980, с. 256.

37. Микроэлектроника. Учеб.пособие для втузов. В 9 кн./ Под ред. Л.А.Коледова. Кн.5. И.Я. Козырь, качество и надежность интегральных микросхем.-М.: Высш.шк.,1987, с.144.

38. Mano et al., A Fault Tolerant 256K RAM Fabricated with Molybdenum-Polysilicon Technology. // IEEE J. Solid-State Circuits, vol. SC-15, № 10, 1980, pp.865-872.

39. Степпер Ч.Х. Статистические модели выхода годных интегральных схем. ТИИЭР, т. 71, № 4, апрель 1983, с. 6 25.

40. Головко В. А. Статистические модели выхода годных для отказоустойчивых схем на кристалле. Микроэлектроника, т.21, вып. 1, 1992, с. 20-26.

41. Головко В.А. Некоторые аспекты определения выхода годных для отказоустойчивых схем на кристалле. Микроэлектроника, т.21, вып. 5, 1992, с. 37-44.

42. Файзулаев Б.Н., Павлычев B.A., Драбкин B.A. Оценка длины линий связи в логических цепях ЭВМ. Вопросы радиоэлектроники. Сер. Электронная вычислительная техника, вып. 16, 1982, с. 95 -99.

43. Keyes R.W. The Evolution of Digital Electronics Towards VLSI. IEEE Journal of Solid-State Circuits, vol. 14,№2, Apr. 1979,pp. 193-201.

44. Файзулаев Б.Н., Драбкин B.A., Богданов Д.П. Быстродействие межсоединений СБИС. Вопросы радиоэлектроники. Сер. Электронная вычислительная техника, вып. 7, 1985, с. 79 -82.

45. Елинсон М.И., Суханов А.А. Проблемы межсоединений в современной микроэлектронике. Микроэлектроника, 1984, т. 13, с. 179- 195.

46. Каменский В.В., Микитин В.М. Определение средней длины связи на печатных платах с большими интегральными схемами. Вопросырадиоэлектроники. Сер. Электронная вычислительная техника, вып. 16,1982, с. 100-105.

47. Адамов Д.Ю. Расчет площади кристалла интегральных микросхем на арсениде галлия. Известия вузов. Электроника, № 3-4, 1997, с. 80-85.

48. Ферри Д., Эйкерс JL, Гринич Э. Электроника ультроболыпих интегральных схем. М.: Мир, 1991, с. 268.

49. Калябина И.А. Влияние технологических факторов на интенсивность электромиграции в межсоединениях интегральных схем. М., 1986. -Обзор по электронной технике. Вып. 18 (1238). Сер. Технология, организация производства и оборудование, с.26.

50. Турулина JI.C., Рубцов И.Н. Многоуровневая металлизация интегральных микросхем и проблемы ее надежности. Обзор по электронной технике. Сер. Полупроводниковые приборы. Вып. 6 (956),1983, с.32.

51. Горлов М.И., Строгонов А.В. Геронтология интегральных схем: долговечность алюминиевой металлизации. Петербургский журнал электроники, №1, 1997, с. 27-37.

52. Гмурман В.Е. Теория вероятностей и математическая статистика. Учеб. пособие для вузов. Изд. 6-е, стер. М.: Высш. шк, 1998, 479 с.

53. Щербакова К.Н., Мартынов Ю.Г., Миллер Ю.Г. и др. Надежность тонкопленочных проводников на основе алюминия- Электронная техника. Сер. Управление качеством, стандартизация, метрология, испытания, вып. 2, 1990, с. 26-29.

54. Кузмицкий И.Ф., Манулик С.А., Сахащик А.Г. и др. Моделирование электромиграционных отказов металлизации ИС. Электронная техника. Сер. Управление качеством, стандартизация, метрология, испытания, вып. 1, 1992, с. 52-54.

55. И.Крузе, Ж.Шавад. PAD: сопроцессор серии 6800 для обнаружения неисправностей в микрокомпьютерах. // ТИИЭР, т.74, № 5, 1986, с. 119128.

56. Угрюмов Е.П. Цифровая схемотехника. СПб.: БХВ - Санкт -Петербург, 2000, с.528 , ил.

57. Nagle N.T.etc./Design for Testability and Build-in Self Testa Review. //IEEE Transactions on Industrial Electronics, vol.36, №2, 1989.

58. Narayanan S.,Gupta R.,Breuer M.A.Optimal Configuring of Multiple Scan Chains. //IEEE Transactions on Computers, vol.42, № 9, 1993, pp.1121-1131.

59. B.H. Ярмолик, Г.P. Меметов, M. Николаидис. Проектирование самотестируемых ОЗУ. Микроэлектроника, т. 24, № 3, 1995, с.211-215.

60. Brawmik S., Palchaudhuri P. DFT Expert: Designing Testable VLSI Circuits. // IEEE Des. Test. Oct., 1989, pp.8-19.

61. Шагурин И.И., Меренков A.M. Самотестирование СБИС с помощью встроенного тест-процессора. // Микроэлектроника, т.22, №1, 1993, с.72-79.

62. Таруи Я.Особенности применения метода самотестирования при системном проектировании цифровых устройств. / Микроэлектроника, т. 21, №5,1992, с.32-36.

63. А.И. Коробков. Структурный синтез самотестируемых СБИС с использованием высокоуровневых описаний. // Микроэлектроника, т.24, N 5, 1995, с.360-366.

64. W.Daehn and J.Mucha. A hardware approach to self-testing of lage programmable logic arrays. // IEEE Trans. Comput., vol. C-30, №11, 1981, pp. 829-833.

65. G.Grassl and H.J.Pfleider. A self-testing PLA. in Proc.1982. Int. Solid State Circuit Conf. (ISSCC-82), 1982, pp.60-61.

66. G.Grassl and H.J.Pfleider. A function-independent self-test for large programmable logic arrays. Integration the VLSI, vol.1, 1983, pp.71-80.

67. S.Z.Hassan and E.J.Mc.Cluskey. Testing PLAs using multiple parallel signature analyzers, in Proc. 13th Fault Tolerant Computing Symp.(FTCS-13) (Milan, Italy), 1983, pp.422-425.

68. S.Yajima and T.Aramaki. Autonomously testable programmable logic arrays, in Proc. 11th Fault-Tolerant Computing Symp. (FTCS-11) (Portland, ME), 1981, pp.41-43.

69. K.K.Saluja, K.Kinoshita and HFujiwara. An easily testable design of programmable logic arrays for multiple faults. // IEEE Trans. Сотр., vol.C-32, № 11,1983, pp. 1038-1046.

70. H.Fujiwara. A new PLA design for universal testability.//IEEE Trans. Comput., vol.C-33, N 8,1984, pp.745-750.

71. R.Treuer, H.Fujiwara and V.Agarwal. Implementing a built-in self-test PLA design. // IEEE Des. Test, 1985, pp.37-48.

72. Ф.Соменци, С.Гай. Обнаружение неисправностей в программируемых логических матрицах. // ТИИЭР, т.74, №5, 1986, с.41-57.

73. I.E.Smith. Measures of the effectiveness of fault signature analysis. // IEEE Trans. Comput., vol.C-29, №6, 1980, pp.510-514.

74. B.Koenemann, I.Mucha and G.Zwiehoff. Built-in logic block observation techniques, in Proc. Test Conf., Cherry Hill, №1, 1979, pp.37-41.

75. Блохина В.Б., Коноплев Б.Г. Повышение надежности микросистем с использованием BIST-методов. Известия ТРТУ. Таганрог: ТРТУ, 1998, №3, с. 145.

76. Каляев А.В. Однородные коммутационные регистровые структуры. -М.:Сов. радио, 1978.-336 с.

77. Микроэлектроника: учебное пособие для втузов. В 9 кн./Под ред. Л.А.Коледова. Кн. 3. Базовые матричные кристаллы ипрограммируемые логические матрицы/М.Ф.Пономарев, Б.Г.Коноплев. М.: Высш. шк., 1987. -94 с.

78. Rose J., Gamal A., and Sangiovanni-Vincentelli A. Architecture of field-programmable gate arrays.//Proc. IEEE. 1993. - Vol. 81, № 7. - pp. 1013 -1029.

79. Систолические структуры: Пер. с англ./Под ред. У.Мура, Э.Маккейба, Р.Уркхарта. М.: Радио и связь, 1993. - 416 е.: ил.

80. Каляев А.В. Многопроцессорные системы с программируемой архитектурой. М.: Радио и связь, 1984. - 240 с.: ил.

81. Першенков B.C., Попов В.Д., Шальнов А.В. Поверхностные радиационные эффекты в элементах интегральных микросхем. М.: Энергоатомиздат, 1988, с.256.

82. Действие проникающей радиации на изделия электронной техники. /В.М. Кулаков, Е.А. Ладыгин, В.И. Шаховцев и др.М.: Советское радио, 1980, с. 223, ил.

83. Коршунов Ф.П., Богатырев Ю.В. Вавилов В.А. Воздействие радиации на интегральные микросхемы. Минск: Наука и техника, 1986, с. 254.

84. Синтез алгоритмов сложных систем: Межвувед. тем. науч. сб., вып. 8 / м-во науки, вш. и техн. политики РФ, ТРТИ, Таганрог, 1992, с.46.

85. Синтез управляющих и вычислительных систем: Межвуз. сб., Свердловск, 1980, с. 160.

86. Корячко В.П. Теоретические основы САПР: Учебник для вузов/ В.П. Корячко, В.М. Курейчик, И.П. Норенков. М.: Энергоатомиздат, 1987, с. 400, ил.

87. Гудман С., Хидетниеми С. Введение в разработку и анализ алгоритмов. -М.: Мир, 1981, с. 368.

88. Ивченко В.Г. Применение языка VHDL при проектировании специализированных СБИС: Учебное пособие. Таганрог: Изд-во ТРТУ, 1999, с. 80.

89. Пономарев М.Ф. Конструкции и расчет микросхем и микроэлементов ЭВА. М.: Радио и связь, 1982. - 288 с.

90. Рындин Е.А. Сравнительный анализ методов структурного резервирования микросистем. Известия вузов. Электроника, № 5, 1999, с. 75-80.

91. Разработка высокопроизводительных вычислительных микросистем высокой надежности и живучести на основе суперкристаллов, (промежуточный отчет), инв. №02986003418, рук. темы Б.Г. Коноплев, исполнитель В.Б. Блохина Таганрог: ТРТУ, 1997, 130с.

92. Разработка и исследование методов проектирования цифровых систем высокой надежности и живучести на основе суперкристаллов (заключительный отчет), инв. № 02.9.60.000011, рук. темы Б.Г. Коноплев, исполнитель В.Б. Блохина Таганрог: ТРТУ, 1998, 38 с.

93. Разработка и исследование методов проектирования цифровых систем высокой надежности и живучести на основе суперкристаллов, (промежуточный отчет), инв. № 02.9.80000669., рук. темы Б.Г. Коноплев, исполнитель В.Б. Блохина Таганрог: ТРТУ, 1997, 51 с.

94. Блохина В.Б. Оценка выхода годных микросистем на кремниевых пластинах. Известия ТРТУ. Таганрог: ТРТУ, 2000, № 3, с. 163 -167.

95. Кононенко О.В., Матвеев В.Н. Энергия активации электромиграции в алюминиевых проводниках, испытанных методом «скорости дрейфа». Микроэлектроника, т.29, № 5, 2000, с. 358-366.

96. Горлов М.И., Королев С.Ю. Физические основы надежности микросхем. Воронеж: Издательство Воронежского университета, 1995, с. 61-62.

97. Кухлинг X. Справочник по физике: Пер. с нем. 2-е изд. М.: Мир, 1985. - с. 520.

98. Чернышев А.А., Голотюк О.Н., Попов Ю.А., и др. Радиационная стойкость интегральных схем, применяемых в специализированных ЭВМ. // Зарубежная электронная техника, 1984, №8, с.87-112.

99. Р.Т.Дэйвис. Повышенная радиационная стойкость высококачественных МОП ИС. // Электроника, № 23,1982, 46-50.1.l

100. Валиев К.А., Кармазинский А.Н., Королев М.А. Цифровые интегральные схемы на МДП-транзисторах. М.: Советское радио, 1971, с.384.

101. Блохина В.Б. Синтез высоконадежных систем по критерию качества Известия ТРТУ.-Таганрог: ТРТУ,2001, №1, с.99-100.

102. Блохина В.Б. Синтез высоконадежных систем по критерию качества.// Тез. докл. Третьей международной научно-техническая конференции "Электроника и информатика-XXI век "- Москва: МИЭТ, 2000.-с219-300.

103. Блохина В.Б. Алгоритм оптимального резервирования микросистем высокой надежности Известия ТРТУ. Таганрог: ТРТУ, 2000, № 3, с. 160-163.

104. Блохина В.Б. Определение оптимального метода и кратностирезервирования высоконадежных микросистем. // Тезисы докладов Пятой

105. Всероссийской научной конференции студентов и аспирантов

106. Техническая кибернетика, радиоэлектроника и системы управления»

107. КРЭС-2000). Таганрог, 2000. с. 227-228.// // // 11 // // // // // // //-------------------------------------------------------------------

108. Определение основных переменных, обеспечивающих работу основного // управляющего алгоритма и основных подпрограмм.

109. АЛГОРИТМ НАИЛУЧШЕГО ХОДА" SUBSYSTEM:

110. FILE: SINTEZ.H + SINTEZ.CPP1. AUTHOR: Veron1. OVERVIEW

111. Исходные тексты алгоритмического ядра проектаchar char

112. ExePath256.; // ПУТЬ для исполнительного модуля Data Path[256]; // ПУТЬ для данных проектов

113. Для СИСТЕМЫ т.е. для всех Доменов, входящих в проектdouble double

114. YA11SYSTEM; // Выход годных S All SYSTEM; // Площадь

115. Переменные для учета УРОВНЕЙint GPCount; // Количество

116. TGroopPatt *(GPArr20.); // Массив указателей— //

117. Основные переменные СИНТЕЗАdouble double intint int

118. YTask; SMaxS qMkm; NCycesMax;1. KritTypeDom; KritTypeStp;------

119. Структура определения оптимального выбора

120. Требуемое значение Y // В кв.мКм. // Максимальноке кол-во циклов попыток

121. Используемый критерий (индекс) для ДОМЕНА // Используемый критерий (индекс) для ШАГАdefine TYPEFULL 1 #define TYPE SLID 2

122. Тип резервирования // Тип резервированияполный скользящийdefine TBLINDGRPATT 100 // TableIndx для ЭЛЕМЕНТОВ

123. Структура описания оптимального выбора по КРИТЕРИЮ struct Sel Descrdoubleintintintdouble double1. Kmax;s trmaxindx; typmax;1. TableIndx;1. Y; S;

124. Значение критериального коэффициента ВЫБОРА // Индекс строки ВЫБОРА // Тип ВЫБОРА1. Индекс таблицы ВЫБОРА1. Выход годных // Площадь--------------------------struct vocabularyRE {char Name16.;double Se;int N Lit;1. Элемнт словаря РЭ

125. НАИМЕНОВАНИЕ Элемента // Площадь Элемента / / Число литографий------------------struct SysParameters D;float float1. Dlt ;1. ОбщеСистемныеи параметры1. Плотность дефектов1. Миним. литогр. размер.

126. Переменные определенные в классе TFrmREdefine MaxRE 500 // Предельна длина словаряvocabularyRE REArrMaxRE.; // Массив элементов словаря РЭint RE Nmbr; // Количество актуальных элементов массива РЭ

127. FilHdrRE char char //-------fhRE; // Заголовок файла "СЛОВАРЬ РЭ"

128. VocName128.; // Имя словаря (полный путь без расширения)

129. Расширенная структура ТАБЛИЦЫ ЭЛЕМЕНТОВ

130. Вычесленн. зн. Y для строки с учетом РЕЗЕРВА // Вычесленн. зн. S для строки с учетом РЕЗЕРВА

131. Текущее число резервных ОБЩЕ // Текущее число резервных СКОЛЬЗЯЩЕЕ----doubledoubledouble double

132. YSum, YResDOM; SSum, SResDOM;1. YA11D0M; S All DOM;

133. TablGrPattAdd TGP1000.; int TablLng;—1. Tabl Links Add T LNK100.;int int1. TablLng;

134. Суммарное // Для всего ДОМЕНА // Суммарное // Для всего ДОМЕНА

135. Для ДОМЕНА т.е. для Физического и // всех логических уровней

136. Массив строк таблицы // Длина таблицы

137. TLinks *(LinksArr20.); II !!!!!!!!!!!!1.struct { char TablLinks1. UnName10.; //int N; //char Parent10.; //char TypeUKKF10.; //int ResMaxFull; //char TypeUKKS 10. ; //int ResMaxSlid; //ll Структура ТАБЛИЦЫ СВЯЗЕЙ

138. N рп" Максимальное число резервных ОБЩЕЕ "Тип Укк" - СКОЛЬЗЯЩЕЕ

139. TStringGrid *pStrGTE = FrmTE->StringGridTE; // Указ. на ТАБЛ ТЭ

140. YSum=l; YResDOM=l; // Y Суммарное(для справки) и уходящее на ДОМЕН

141. SSum=0; SResDOM=0; // S Суммарное(для справки) и уходящее на ДОМЕН int IndxUkkFull; // Индекс УКК в его ТАБЛ для ПОЛНОГО рез-я int IndxUkkSlid; // Индекс УКК в его ТАБЛ для СКОЛЬЗЯЩЕГО рез-я

142. FrmTE->CalcYSTEUKK( false ); // Рассчитать параметры ТЭ FrmUKK->CalcYSTEUKK( false ); // Рассчитать параметры УКК

143. TabtoMemArr(); // Обновить ТАБЛИЦУ в ОЗУ ПЭВМ !!—for (int i = l; i<NRow; i++ ) // i индекс строки табл. ЭЛЕМЕНТОВ.

144. MessageBox( Handle, Wstr,"БЕЗ РЕЗЕРВА", MBOK);

145. TGPi-1.tgp.TypeUKKS ); MessageBox( Handle, Wstr,"ОШИБКА поиска UKK", MBOK) ; return;

146. FrmUKK->YSlidReserve( IndxUkkSlid, YReserv, SReserv, N,

147. TGPi-1.,NResSlid, &YReserv, &SReserv, StepCoiran );if( StepComm ) // Комментировать шаг ? {sprintf( Wstr, "Строка %i\n TypeUKKS = %s NResSlid = %i",i, TGPi-l.tgp.TypeUKKS, TGP[i-1],NResSlid ); MessageBox( Handle, Wstr,"Типы УКК и Кратность рез", МВОК);

148. FrmUKK->YFullReserve( IndxUkkFull, YReserv, SReserv, N,

149. YResDOM *= YReserv; // Запомнить, отнеся на ДОМЕН1. SResDOM += SReserv; //else

150. YSum *= YReserv; // Подсчитать просто для контроля1. SSum += SReserv; //sprintf( Wstr, "YSum = %1.7f SSum=%l.lf\nYResDOM = %1.7f SResDOM=%l.If

151. YSum, SSum, YResDOM, SResDOM ); MessageBox( Handle, Wstr,"Результирующие значения", MBOK);bool fastcall TGroopPatt::CalculateOneString( int i, bool StepComm,int ResMode,double *pY, double *pS )

152. TStringGrid *pStrGTE = FrmTE->StringGridTE; // Указ. на ТАБЛ ТЭint IndxUkkFull; // Индекс УКК в его ТАБЛ для ПОЛНОГО рез-яint IndxUkkSlid; // Индекс УКК в его ТАБЛ для СКОЛЬЗЯЩЕГО ре;