一种容忍老化的多米诺门

负偏置温度不稳定性引起的晶体管老化已经成为影响集成电路可靠性的重要因素。高扇入多米诺或门是高性能集成电路中常用的动态电路,而负偏置温度不稳定性降低了多米诺或门的噪声容限并增大了其传输时延。本文提出了保持器和反相器均带有补偿晶体管的多米诺或门结构,通过开启补偿电路,使电路在老化以后仍然能够保持其抗干扰能力和传输延时,有效的延长了多米诺电路的使用寿命。     

文章编号:1007-0249(2012)05-0120-04

信道编码码序列的信息侦获是当前研究的热点、难点领域.针对信道编码中循环码的参数识别问题,本文利用秩函数确定了循环码的码长,并通过Euclide算法确定了码字起始位置和生成多项式,解决了循环码的识别问题.仿真结果表明,该方法能够对循环码进行有效的盲识别,且具有较好的容错性能.     

电平转换电路的NBTI老化分析与容忍设计

电平转换电路是多电压设计中重要的组成部分,用来满足不同电压域间信号的传递。基于32 nm CMOS工艺,在100 ℃下,分析了NBTI老化对传统电平转换电路的影响,并提出应对老化的方案。设计了一种改进的老化容忍的电平转换电路,限制了交叉耦合对的竞争,并采用多阈值技术平衡了功耗与时延。仿真结果表明,与原电路相比,该电路可以在更低的输入电压下正常工作。不同输入电压下,功耗和时延大幅降低。该电路具有很好的老化容忍能力。     

低漏电流、抑制NBTI效应的多米诺电路

NBTI导致的晶体管老化成为影响电路稳定性的主导因素,同时,降低电路的泄漏功耗是电路设计的目标之一。多米诺电路广泛应用在高性能集成电路中。本文提出了一种多米诺电路用来抑制NBTI引起的多米诺电路衰退并同时降低待机模式下的泄漏电流。在待机模式下,利用2个晶体管将标准多米诺电路的动态节点和输出节点同时上拉为电源电平,从而将保持器和输出反相器中的pMOS晶体管同时置为NBTI的恢复模式。使用全0输入向量和其中增加的一个晶体管的堆栈效应降低待机模式下多米诺电路的泄漏电流。实验表明针对NBTI效应,该方法降低了最多33%的性能衰退,并同时减少了最多79%的泄漏电流。     

一种抗老化消除浮空点并自锁存的老化预测传感器

随着集成电路芯片制造工艺进入纳米阶段,电路可靠性问题变得越来越严重,以负偏置温度不稳定性效应为代表的电路老化也逐渐成为影响其性能的重要因素.基于老化预测的精确性和传感器功能的多样性,提出了一种抗老化、可编程的老化预测传感器.其中稳定性检测器部分利用反馈回路解决了浮空点问题,同时整合了锁存器部分,实现了对老化预测结果的自动锁存,从而增加了老化预测的精确度,减小了一定的面积开销.最后通过HSPICE模拟器仿真验证了该传感器的优越性,且与经典结构相比降低了约21.43％的面积开销.     

采用双阈值配置的抗老化N型多米诺或门

N型多米诺或门是高性能集成电路常用的动态单元,负偏置温度不稳定性(NBTI)引起的PMOS管老化问题已成为降低多米诺或门电路可靠性的主要因素之一。仿真分析表明,N型多米诺或门中各种PMOS管受NBTI的影响有明显差别。针对这种差异,提出一种双阈值配置的抗老化多米诺或门。对电路老化起关键作用的保持PMOS管和反相器PMOS管采用低阈值电压设计。仿真结果表明,在保证噪声容限和功耗的条件下,该双阈值配置PMOS管的多米诺或门在10年NBTI老化后仍有0.397%的时序余量。     

电路老化中考虑路径相关性的关键门识别方法

65nm及以下工艺,负偏置温度不稳定性(NBTI)是限制电路生命周期,导致电路老化甚至失效的最主要因素。本文提出了基于NBTI的时序分析框架,在确定电路中老化敏感的潜在关键路径集合的基础上,通过考虑路径相关性确定老化敏感的关键门。本方法简单易行,在65nm工艺下对ISCAS基准电路的实验结果表明:在保障电路经10年NBTI效应仍满足相同的时序要求的前提下,本方法较同类方法能更加准确得定位关键门,且关键门的数量较少,从而可减少抗老化设计的成本。     

基于故障插入的电路抗老化输入矢量生成研究

随着CMOS工艺特征尺寸的不断缩小,晶体管的老化效应严重影响了电路的可靠性,负偏置温度不稳定性(NBTI)是造成晶体管老化的主要因素之一。提出了一种基于固定故障插入的电路抗老化输入矢量生成方法,在电路的合适位置插入固定故障,通过自动测试向量生成(ATPG)工具获取较小的备选抗老化矢量集合,再从中筛选出最优矢量。由该方法生成的输入矢量可以使电路在待机模式下处于最大老化恢复状态,同时具有较小的时间开销。在ISCAS85电路中的仿真结果表明,与随机矢量生成方法相比,在电路待机模式下加载本文方法生成的输入矢量,可以达到最高17%的电路老化时延改善率。     

一款消除浮空点并自锁存的老化预测传感器

针对负偏置温度不稳定性引起的组合逻辑电路老化,提出了一款消除浮空点并自锁存的老化预测传感器。该传感器不仅可以预测组合逻辑电路老化,而且能够通过传感器内部的反馈来锁存检测结果,同时解决稳定性校验器在锁存期间的浮空点问题,其延时单元为可控型延时单元,可以控制其工作状态。使用HSPICE软件进行仿真,验证了老化预测传感器的可行性,可以适用于多种环境中且不会影响传感器性能。与同类型结构相比,该传感器的稳定性校验器能够对检测结果进行自锁存,使用的晶体管数量减少了约8%,平均功耗降低了约20%。     

基于循环向量协同优化电路的NBTI效应和泄漏功耗

当晶体管的特征尺寸减小到45 nm时,电路的可靠性已经成为影响系统设计一个关键性因素。负偏压温度不稳定性(NBTI)和泄露功耗引起的电路可靠性现象的主要原因,导致关键门的老化加重,关键路径延迟增加,最终使得芯片失效,影响系统的正常工作。为了缓解NBTI效应和泄露功耗对电路可靠性的影响,延长电路的使用寿命,文中提出了循环向量方法进行协同优化。在ISCAS85基准电路,利用本方法协同优化实验,NBTI效应平均延迟相对改善了10%,泄漏功耗平均降低了15%,证明了循环向量方法的可行性。     

低温下(-213℃)补偿机构的设计

为了满足光学平台在低温下（－213℃）的光学设计稳定性要求,本文设计了一种温度补偿结构,基于材料热膨胀系数随温度变化的原理对该结构进行了理论计算和实验验证。该结构通过控制螺栓的预紧力保证连接件可靠,并使殷钢板在低温下处于自由伸缩状态;并利用在低温下因瓦合金变形极小补偿不锈钢变形带来的误差。其光学系统的在低温下的指标 RMS≤l/10,l＝632.8 nm。理论表明,在低温下因瓦合金的最大变形量为0.24884 mm,不锈钢的最大变形量为2.910 mm;实验结果表明：在常温和低温下用干涉仪测得的光学系统的面形精度分别为 RMS＝l/13、RMS＝l/12,l＝632.8 nm。在低温下能较好满足光学设计稳定性要求。     

负输入(4.5V~-80V)同步降压-升压/负输出DC/DC控制器提供高达20A输出电流

凌力尔特公司(Linear Technology Corporation)推出适用于负至负或负至正DC/DC转换的同步PWM控制器LT8709。该器件无需复杂的电平转换电路,就能够独特地解决相对于系统地的负电压的调节问题。LT8709的同步工作意味着,一个高效率P沟道MOSFET取代了输出二极管,因此提高了效率,允许更大的输出电流(高达20A),而且无需中到大功率应用通常所需的散热器。LT8709可配置为降压、升压、降压-升压和负输出拓扑,从而使该器件高度通用以适用于多种电源设计。