纳米数字集成电路的偏差效应分析与优化：从电路级到系统级

　　本书主要涉及在纳米工艺下较为严重的晶体管老化效应——负偏置温度不稳定性和制造过程中引起的参数偏差。介绍了参数偏差效应产生的物理机制及对电路服役期可靠性的影响，并提出了从电路级到系统级的相应的分析、预测和优化方法。

　　靳松：博士，副教授，硕士生导师。2007.9-2011.7 在中科院计算所攻读博士学位。毕业后进入华北电力大学电气与电子工程学院电子与通信工程系任教。研究方向为可靠计算，大规模集成电路设计、测试及验证。讲授数字电子技术基础和嵌入式系统设计课程。作为负责人主持国家自然科学基金一项、河北省自然科学基金两项、横向课题若干。发表SCI检索论文十余篇，EI检索期刊和会议论文三十余篇。 韩银和：博士，研究员。2006年在中科院计算所获得博士学位并进入中科院计算所计算机体系结构国家重点实验室工作。主持多项国家“863”和自然科学基金项目，迄今在国际国内有影响的期刊和会议上发表论文70余篇。

目录

第1章绪论

1．1工艺偏差

1．2NBTI效应

1．3章节组织结构

第一部分电路级参数偏差分析和优化


第2章国内外研究现状

2．1硅前老化分析和预测

2．1．1反应扩散模型

2．1．2基于额定参数值的NBTI模型

2．1．3考虑工艺偏差的老化统计模型和分析

2．2在线电路老化预测

2．2．1基于时延监测原理的在线老化预测方法

2．2．2超速时延测试

2．2．3基于测量漏电变化原理的在线老化预测方法

2．3相关的优化方法

2．3．1电路级优化

2．3．2体系结构级优化

第3章面向工作负载的电路老化分析和预测

3．1老化分析和预测方法概述

3．2关键通路和关键门的识别

3．2．1潜在关键通路识别

3．2．2潜在关键通路的精简

3．2．3关键门的识别

3．3占空比的求解

3．3．1时延约束

3．3．2占空比取值约束

3．4实验及结果分析

3．5本章小结

第4章电路老化的统计预测和优化

4．1硅前电路老化的统计预测和优化

4．1．1门级老化统计模型

4．1．2统计关键门的识别

4．1．3门设计尺寸缩放算法

4．1．4实验及结果分析

4．2硅前和硅后协同的电路老化统计分析和预测

4．2．1方法概述

4．2．2目标通路的识别

4．2．3硅后学习

4．2．4实验及结果分析

4．3本章小结

第5章在线电路老化预测

5．1基于时延监测原理的在线电路老化预测方法

5．1．1双功能时钟信号生成电路

5．1．2抗工艺偏差影响的设计考虑

5．1．3实验及结果分析

5．1．4本节小结

5．2基于测量漏电变化原理的在线电路老化预测方法

5．2．1漏电变化与时延变化之间相关性的刻画

5．2．2漏电变化的测量

5．2．3实验及结果分析

5．2．4本节小结

第6章多向量方法优化电路老化和漏电

6．1单独优化NBTI效应导致的电路老化

6．1．1控制向量的生成

6．1．2最佳占空比的求解

6．1．3硬件实现

6．1．4实验及结果分析

6．2电路老化和静态漏电的协同优化

6．2．1协同优化模型

6．2．2最佳占空比的求解

6．2．3实验及结果分析

6．3本章小结

第二部分系统级参数偏差分析和优化


第7章参数偏差在系统级的表现和影响

7．1参数偏差对于多核处理器性能的影响

7．2基于电压/频率岛的全局异步局部同步设计方法

第8章相关的国内外研究现状

8．1系统级偏差建模和分析方法

8．2基于全局异步局部同步设计的系统级偏差优化方法

第9章参数良品率感知的多处理器片上系统能耗统计优化方法

9．1背景知识介绍

9．1．1目标平台与应用

9．1．2能耗模型

9．1．3延迟模型

9．1．4统计任务调度

9．2统计能耗优化方法

9．2．1问题归纳

9．2．2优化方法概述

9．2．3统计偏差模拟

9．2．4统计能耗优化

9．2．5统计任务调度和操作电压配置

9．2．6统计电压/频率岛划分

9．3实验数据及分析

9．3．1实验环境

9．3．2实验结果

9．4本章小结

第10章面向三维多核片上系统的热感知硅后能耗优化方法

10．1背景知识介绍

10．1．1目标平台与应用

10．1．2面向三维SoC的能耗模型和延迟模型

10．1．3三维热模型

10．1．4面向三维芯片的统计偏差模拟

10．2优化框架

10．2．1能效感知的任务调度

10．2．2任务迁移算法

10．3实验结果及分析

10．3．1实验配置及说明

10．3．2实验结果

10．4结论

参考文献