随机逻辑在线测试与容错结构的研究

发布时间：2024-02-22 00:33

　　在线测试与容错结构在计算机可靠性工程领域有很广泛的应用,但各种结构的性能千差万别。 常见的结构有双模比较冗余(含互补逻辑)、三模冗余、重试、交替逻辑等,近年来提出了基于互补逻辑和交替逻辑的交替互补逻辑和互补逻辑—交替互补逻辑结构。 本文的工作是对上述在线测试与容错结构的硬件复杂度和故障响应率通过实验进行量化分析。首先概述了集成电路的测试方法。在传统自对偶电路实现方法的基础上,提出了一种从门级层次上构造交替逻辑结构中所必须使用的自对偶电路的新方法。与原有方法相比,它能大大减少构造自对偶电路所需的额外芯片面积。改进了互补逻辑—交替互补逻辑(CL-ACL)结构,并做了考虑门级延迟的模拟验证。以ISCAS85基准电路为被测电路,结合模块冗余和重试这两种不同的技术,用多种不同的候选方法重新设计了这些电路,并通过Xilinx器件综合分析与门级模拟故障注入的方式,研究了这些电路的硬件复杂度与故障响应率。结果表明,对于不同类型的电路,需要根据其特点,为其设计不同的在线测试与容错结构,才能最大程度地满足低成本和高可靠性的要求。最后介绍了IP核及其三种测试方法,并对自行开发的几个具有在线测...

【文章页数】：94 页

【学位级别】：硕士

【部分图文】：

图.36无差错时的CLACL波形

第3章互补逻辑一交替互补逻辑的改进和验证tZ控制输出锁存器Rl，只有当重试后的有效输出信号到达Rl的输入端时，才能开启Rl，因此，2t应满足:tZ二Delaysedff+Delay一Ce+Delay一muxt3是根据波形得到的。经过重试得到校正后的正确结果后，就可以将S置为无效。....

图.38永久性单一差错时的CLACL波形

图.38永久性单一差错时的CLACL波形对于每一个原始输入信号，只要此永久故障会造成冗余模块的差错，那么系统就会启动重试机制。如图.38所示，当P卜’10’或者’oo’时，单故障会引起两个连续的差错，此时系统重试并纠错，直到输出正确值，或随着原始输入信号的改变，故障不引起差错为止....

图.39僻盯住多夏麦错盯的CLACL吸憋

CLACL除了可以校正单一差错，还能校正同一模块上故障所造成的瞬时性和永久性多重差错。图.39显示了瞬时性多重差错时的波形。此情况下的波形和瞬时性单一差错时的波形极为相似，当q12和q22不互补，启动重试，通过交替互补逻辑校正电路的输出。

图3.10永久性多重差错时的CLACL波形

出现瞬时性多重差错时，输出延迟1.5个时钟周期。此时的情况与瞬时性单一差错时基本一致。图3.10显示了永久性多重差错时的波形。在某一时刻，一个冗余模块中出现的多个永久性差错导致系统失效。在检测到此失效后，通过交替互补逻辑重试，并最终校正电路的输出。如果此后的输入信号仍会导致系统失....

本文编号：3906123