Desenvolvimento de um sensor "On-Chip" para monitoramento do envelhecimento de SRAMs

• Ano de defesa: 2012
• Autor(a) principal: Ceratti, Arthur Denicol
• Tipo de documento: Dissertação
• Tipo de acesso: Acesso aberto
• Idioma: por
• Instituição de defesa: Pontifícia Universidade Católica do Rio Grande do Sul; Faculdade de Engenharia; BR; PUCRS; Programa de Pós-Graduação em Engenharia Elétrica
• Palavras-chave em Português: ENGENHARIA ELÉTRICA; MICROELETRÔNICA; CIRCUITOS INTEGRADOS; TRANSISTORES; HARDWARE; CNPQ::ENGENHARIAS::ENGENHARIA ELETRICA
• Link de acesso: http://tede2.pucrs.br/tede2/handle/tede/3052

A miniaturização da tecnologia Complementary Metal-Oxide Semiconductor (CMOS) tornou possível a integração de milhões de transistores em um único Circuito Integrado (CI) aumentando assim, a densidade dos mesmos. Em mais detalhes, essa miniaturização resultou em signi cativos avanços tecnológicos devido fundamentalmente à diminuição do delay do transistor o que, por sua vez, acarretou no aumento da performance dos CIs devido ao aumento na freqüência de operação dos mesmos. Além disso, a aumento no nível de integração dos CIs possibilitou o desenvolvimento de CIs capazes de agregarem um número cada vez maior de funções aumentando signi cativamente a complexidade dos mesmos. Em paralelo, o rápido aumento na necessidade de armazenar um volume cada vez maior de informação resultou no fato de que Static Random Access Memories (SRAMs) ocupam hoje grande parte da área de silício de um System-on-Chip (SoC). A SIA Rodamap prevê que em 10 anos cerca 94% da área de um SoC será dedicada à memória [1]. Entretanto, essa miniaturização gerou vários problemas, relacionados à con abilidade, que devem ser afrontados através do uso de diferentes técnicas que visam à otimização de CIs. Neste contexto, é importante salientar o fenômeno conhecido com Negative Bias Temperature Instability (NBTI) que afeta a con abilidade do CI em longo prazo, ou seja, durante a sua vida útil. Especi camente em SRAMs o NBTI provoca a degradação da Static Noise Margim (SNM) o que, por sua vez afeta a capacidade de armazenamento das células de memória. Neste contexto, esta dissertação de mestrado tem como principal objetivo a especi cação, implementação, validação e avaliação de uma metodologia baseada em hardware para o monitoramento do nível de envelhecimento de células de SRAMs a m de garantir a con abilidade das mesmas durante a sua vida útil. A metodologia proposta consiste na inserção de um sensor capaz de monitorar o consumo de potência dinâmica das células durante as operações de escrita a m de compará-los com os valores de nidos como padrão para uma célula não envelhecida. Finalmente, a metodologia proposta será validada funcionalmente e sua e ciência será avaliada a partir da análise da sua capacidade de monitoramento e detecção bem como, a partir dos overheads de área, performance e imunidade a variabilidade do processo de fabricação.