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基于保护门的纳米CMOS电路抗单粒子瞬态加固技术研究

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微电子学 2023年第6期53卷 1006-1010页

作者：刘保军赵汉武空军工程大学航空机务士官学校河南信阳464000

随着器件特征尺寸的缩减,单粒子瞬态效应(SET)成为空间辐射环境中先进集成电路可靠性的主要威胁之一。基于保护门,提出了一种抗SET的加固单元。该加固单元不仅可以过滤组合逻辑电路传播的SET脉冲,而且因逻辑门的电气遮掩效应和电气隔离... 详细信息

随着器件特征尺寸的缩减,单粒子瞬态效应(SET)成为空间辐射环境中先进集成电路可靠性的主要威胁之一。基于保护门,提出了一种抗SET的加固单元。该加固单元不仅可以过滤组合逻辑电路传播的SET脉冲,而且因逻辑门的电气遮掩效应和电气隔离,可对SET脉冲产生衰减作用,进而减弱到达时序电路的SET脉冲。在45 nm工艺节点下,开展了电路的随机SET故障注入仿真分析。结果表明,与其他加固单元相比,所提出的加固单元的功耗时延积(PDP)尽管平均增加了17.42%,但容忍SET的最大脉冲宽度平均提高了113.65%,且时延平均降低了38.24%。

关键词：软错误单粒子瞬态效应加固保护门时间冗余

时间序列分析法用于常减压炼油装置测量数据校正

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计算机与应用化学 2004年第1期21卷 43-47页

作者：周传光孔玲赵文夏茂森李国富青岛科技大学化工学院山东青岛266042 山东理工大学山东淄博255049 齐鲁石化公司山东淄博255434

提高常减压炼油装置过程数据校正精度的有效手段是增加测量数据的冗余。通过对影响测量数据校正的因素进行分析,建立了时序平均值模型,提出了使用时间序列分析法来增加数据校正过程时间冗余的新方法,可在不增加测量点的前提下改善校正... 详细信息

提高常减压炼油装置过程数据校正精度的有效手段是增加测量数据的冗余。通过对影响测量数据校正的因素进行分析,建立了时序平均值模型,提出了使用时间序列分析法来增加数据校正过程时间冗余的新方法,可在不增加测量点的前提下改善校正数据精度。采用常减压炼油生产装置的实际测量数据,对时间序列分析法的过失误差侦破能力、数据校正精度受时域值、过失误差大小的影响等进行了研究,探讨了时序法的可行性和实用性。结果表明,时序法可以快速有效地用于该装置的实时测量数据校正。

关键词：常减压炼油装置测量数据时间序列分析数据校正时间冗余

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65nm工艺下单粒子加固锁存器设计

计算机辅助设计与图形学学报 2016年第8期28卷 1393-1400页

作者：黄正峰钱栋良梁华国易茂祥欧阳一鸣闫爱斌合肥工业大学电子科学与应用物理学院合肥230009 合肥工业大学计算机与信息学院合肥230009

随着工艺尺寸的缩减,单粒子引发的软错误成为威胁电路可靠性的重要原因.基于SMIC 65 nm CMOS工艺,提出一种单粒子加固锁存器设计.首先针对单粒子翻转,使用具有状态保持功能的C单元,并且级联成两级;然后针对单粒子瞬态,将延迟单元嵌入在... 详细信息

随着工艺尺寸的缩减,单粒子引发的软错误成为威胁电路可靠性的重要原因.基于SMIC 65 nm CMOS工艺,提出一种单粒子加固锁存器设计.首先针对单粒子翻转,使用具有状态保持功能的C单元,并且级联成两级;然后针对单粒子瞬态,将延迟单元嵌入在锁存器内部并与级联C单元构成时间冗余;最后选择基于施密特触发器的电路作为延迟单元.实验结果表明,相比已有的加固设计,该锁存器不存在共模故障敏感节点,还能容忍时钟电路中的单粒子瞬态;版图面积、功耗和时钟电路功耗分别平均下降30.58%,44.53%和26.51%;且该锁存器的功耗对工艺、供电电压和温度的波动不敏感.

关键词：软错误单粒子翻转单粒子瞬态加固锁存器时间冗余

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一种向分支指令后插入冗余指令的容错微结构

计算机学报 2007年第10期30卷 1674-1680页

作者：张仕健胡伟武中国科学院计算技术研究所计算机系统结构重点实验室北京100080 中国科学院研究生院北京100039

随着深亚微米工艺的广泛应用，瞬态故障已成为芯片失效的主要原因．文中提出了一种向分支指令后插入冗余指令的容错微结构，利用分支误预测浪费的处理带宽，降低了冗余执行导致的性能损失．实验结果表明，该技术的性能损失在6％～31％... 详细信息

随着深亚微米工艺的广泛应用，瞬态故障已成为芯片失效的主要原因．文中提出了一种向分支指令后插入冗余指令的容错微结构，利用分支误预测浪费的处理带宽，降低了冗余执行导致的性能损失．实验结果表明，该技术的性能损失在6％～31％之间，平均为21％，明显低于MBI技术而和DIE技术的性能损失相当．该技术能够检测流水线上各阶段发生的瞬态故障并能恢复处理器状态，故障检测延时短，需要的硬件开销也较小，非常适合提高带有简单预测机制的嵌入式微处理器的容错能力．

关键词：瞬态故障时间冗余容错分支预测嵌入式微处理器

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平板显示系统的最优扫描结构及分形模型

电子学报 2006年第8期34卷 1376-1380页

作者：徐美华陈章进冉峰何幼桦上海大学机电工程与自动化学院上海市电站自动化技术重点实验室上海200072 上海大学理学院上海200444

本文首次将分形原理应用于平板显示系统灰度图像的扫描映射,提出了平板显示系统灰度图像的最优扫描结构及分形模型,以解决平板显示系统扫描形成灰度图像过程中的时间冗余问题.将显示系统的数字显示存贮空间分切成若干个具有不同时间维... 详细信息

本文首次将分形原理应用于平板显示系统灰度图像的扫描映射,提出了平板显示系统灰度图像的最优扫描结构及分形模型,以解决平板显示系统扫描形成灰度图像过程中的时间冗余问题.将显示系统的数字显示存贮空间分切成若干个具有不同时间维数的空间划分,在此基础上导出“空间划分”和“时间灰度分形”拓扑结构的分形扫描模型及FPD离散空间的分形维数,然后根据分形模型对每一维空间划分实施自相似时间灰度分形扫描.文中从理论上证明了该模型的最优性,推导了超高显示灰度与帧频的关系,并用实验结果证明该方法可在不改变扫描频率的前提下可提高平板显示系统扫描效率及成像质量.

关键词：平板显示最优扫描结构时间冗余分形扫描灰度等级

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多交叉通道模型中瞬时故障的后向恢复

计算机应用 2014年第9期34卷 2734-2737,2751页

作者：马满福姚军张强贾永新西北师范大学计算机科学与工程学院兰州730070 甘肃省物联网工程研究中心兰州730070 山东理工大学计算机科学与技术学院山东淄博255049

在多交叉通道余度系统中,最大限度恢复个别通道出现的输出错误,是表决结果正确性的前提,也是余度系统中的基本问题。在一个指令周期中,多交叉通道针对任务在时间分配上存在一定冗余,对当前表决面之前时间的冗余进行汇总,并假设之后阶段... 详细信息

在多交叉通道余度系统中,最大限度恢复个别通道出现的输出错误,是表决结果正确性的前提,也是余度系统中的基本问题。在一个指令周期中,多交叉通道针对任务在时间分配上存在一定冗余,对当前表决面之前时间的冗余进行汇总,并假设之后阶段不出现瞬时故障,进行后期冗余时间的估计;累计这两部分冗余,构造一个较大的时间窗口,利用该窗口,在故障时增加回卷深度,实现瞬时故障的最大恢复。基于上述思想,提出了多通道交叉余度模型中的动态时间序列,针对该序列,进行时间回卷深度分析,由此设计了支持后向恢复的算法和具有后向恢复能力的故障监测逻辑。理论分析和实验表明,提出的方法对于提高多通道系统的故障恢复率、减少失步次数等方面十分有效:与静态回卷相比,4通道和6通道下恢复成功率分别提高了47.49%和72.35%,失步次数分别下降了58%和85%,进而较大幅度促进了系统可靠性的提高,尤其是表决面数目较大时效果更为明显。

关键词：多交叉通道时间冗余后向恢复算法监测结构回卷瞬时故障

基于时空特性的无线传感器网络节点故障诊断方法

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传感器与微系统 2009年第10期28卷 117-120页

作者：季赛袁慎芳吴键王水平南京航空航天大学智能材料结构航空科技重点实验室江苏南京210016 南京信息工程大学计算机与软件学院江苏南京210044

无线传感器网络中故障节点会产生并传输错误数据,这将消耗节点的能量和带宽,同时会形成错误的决策。利用节点感知数据的空间相似性,提出了节点故障诊断的算法,通过对邻节点所感知的传感数据进行比较,从而确定检测节点的状态,并将测试状... 详细信息

无线传感器网络中故障节点会产生并传输错误数据,这将消耗节点的能量和带宽,同时会形成错误的决策。利用节点感知数据的空间相似性,提出了节点故障诊断的算法,通过对邻节点所感知的传感数据进行比较,从而确定检测节点的状态,并将测试状态向网络中其他相邻节点进行扩散。对于网络中存在的节点瞬时故障,通过时间冗余的检测方法,降低故障诊断的虚警率。该算法对实现故障节点的检测具有较好的性能,实验结果验证了算法的可行性和有效性。

关键词：无线传感器网络故障诊断故障检测瞬时故障空间相似性时间冗余平均节点度