多核芯片的老化防護(hù)技術(shù)研究.pdf

1、隨著CMOS工藝進(jìn)入深亞微米級(jí)別，集成電路的可靠性面臨著老化效應(yīng)的嚴(yán)峻考驗(yàn)，老化效應(yīng)嚴(yán)重地影響著集成電路的生命周期。在軍事、航空航天等對(duì)電路可靠性要求較高的行業(yè)，提高電路的抗老化能力是提高集成電路可靠性亟需解決的問題之一。本文在系統(tǒng)級(jí)別，針對(duì)數(shù)字集成電路的老化預(yù)測(cè)和老化防護(hù)兩個(gè)方面進(jìn)行了研究。首先以電遷移效應(yīng)為例提出了適用于多核系統(tǒng)老化預(yù)測(cè)的MTTF模型，接著在異構(gòu)多核系統(tǒng)上提出一種基于混合整數(shù)線性規(guī)劃的任務(wù)調(diào)度算法，對(duì)異構(gòu)多核系統(tǒng)進(jìn)行

2、老化緩解。
　　現(xiàn)有的系統(tǒng)級(jí)別的可靠性模型往往考慮不全面，或者只適用于某種特殊情況。本文通過溫度的關(guān)聯(lián)，修改了RAMP模型中的固定溫度參數(shù)，使其與任務(wù)調(diào)度相聯(lián)系起來。推導(dǎo)出一個(gè)和頻率、電壓、功耗以及受壓時(shí)間等綜合因素相關(guān)的老化預(yù)測(cè)模型。該模型綜合考慮了多種因素的影響將系統(tǒng)級(jí)別的老化因素分成兩類，一部分是自身因素，主要與制造工藝等相關(guān);另一部分是外界因素，主要和使用方式相關(guān)。新的模型考慮更全面，并且它可以與任務(wù)調(diào)度的關(guān)鍵參數(shù)直接相聯(lián)

3、系，便于有效使用任務(wù)調(diào)度來緩解老化效應(yīng)。
　　在同構(gòu)多核系統(tǒng)上主要采用負(fù)載均衡的思想緩解老化效應(yīng)，然而這種方法并不適用于異構(gòu)多核系統(tǒng)，有可能會(huì)加大系統(tǒng)處理核心之間的可靠性差異。因此本文提出一種基于MILP的任務(wù)調(diào)度方法，采用平均化處理核的MTTF代替同構(gòu)系統(tǒng)上均衡化負(fù)載的方法作為優(yōu)化目標(biāo)，通過求解建立的MILP模型，給出了任務(wù)調(diào)度的方案。所提的方法考慮了異構(gòu)系統(tǒng)的處理核間的MTTF差異，提高異構(gòu)多核系統(tǒng)的可靠性。實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)表明，所提