Análise da confiabilidade de circuitos combinacionais ao proteger as portas críticas do circuito

• Ano de defesa: 2020
• Autor(a) principal: Rocha, Marcio Oliveira da
• Orientador(a): Butzen, Paulo Francisco, Franco, Denis Teixeira
• Tipo de documento: Dissertação
• Tipo de acesso: Acesso aberto
• Idioma: por
• Palavras-chave em Português: Confiabilidade; Hardening seletivo; SPR; Circuitos combinacionais; Reliability; Selective hardening; Combinational circuits
• Link de acesso: http://repositorio.furg.br/handle/1/9972

A evolução da tecnologia CMOS melhorou a produtividade e o desempenho na indústria de semicondutores, produzindo circuitos mais rápidos e com menor consumo de energia. Essa conquista foi possível, devido à redução nas dimensões dos transistores, permitindo a integração de bilhões desses dispositivos em um circuito integrado. No entanto, a alta densidade dos transistores associada à baixa tensão de alimentação, resulta em sistemas com maior sensibilidade a falhas de radiação. Partículas alfa e nêutrons, presentes no ambiente, são as principais causas de falhas de radiação em circuitos nanométricos. Essa ocorrência de falhas tem um impacto negativo na confiabilidade do circuito. Portanto, a confiabilidade não pode ser negligenciada em circuitos nanométricos, e técnicas para análise e melhoria da confiabilidade do circuito são obrigatórias. As técnicas de análise normalmente, calculam somente a confiabilidade média do circuito e desconsideram uma análise do seu limite inferior, devido à complexidade temporal associada com a análise. Entretanto, a diferença entre ambas pode ser ordens de magnitude, e caso os valores estejam abaixo de limites aceitáveis, a confiabilidade deve ser melhorada. A melhoria da confiabilidade é alcançada com o uso de redundância. Todavia, esta não deve gerar custos excessivos em outros parâmetros de projeto como área e potência. Uma forma de atender esses requisitos, é identificando as partes mais sensíveis de um circuito e aplicando redundância somente nestas partes. Neste contexto, pretende-se analisar a confiabilidade dos circuitos, ao proteger as partes mais sensíveis do circuito. Além disso, para obtenção do limite inferior de confiabilidade, foi desenvolvido um algoritmo baseado em heurística. Os resultados do trabalho mostraram que é possível melhorar a confiabilidade média do circuito, com pouco esforço de computação. Entretanto, esta estratégia, não é a mais adequada, para melhorar o limite inferior de confiabilidade, que pode estar muito abaixo da média. Uma solução que avalia as saídas individualmente, apresentou resultados superiores a 200% para melhoria da confiabilidade crítica, quando comparado com a estratégia baseada na confiabilidade média.