面向單粒子軟錯(cuò)誤的指令級脆弱性分析.pdf

1、隨著微電子制造工藝的發(fā)展，集成電路普遍應(yīng)用于電子通信、計(jì)算機(jī)、航空、航天、軍事和消費(fèi)電子等領(lǐng)域。集成電路的特征尺寸逐步縮小，晶體管的電壓愈來愈低，噪聲容忍度愈來愈窄，隨之而來的就是晶體管的可靠性愈來愈低。當(dāng)集成電路遭到高能粒子或噪聲干擾等影響時(shí)，芯片的內(nèi)部狀態(tài)可能會(huì)被改變，集成電路出現(xiàn)瞬態(tài)故障，從而使得系統(tǒng)執(zhí)行出錯(cuò)。因?yàn)檫@類錯(cuò)誤具備瞬態(tài)、隨機(jī)和可恢復(fù)的特征，是以被稱為“軟錯(cuò)誤”。在納米級工藝條件下，軟錯(cuò)誤是引發(fā)集成電路失效的主要原因，是

2、系統(tǒng)設(shè)計(jì)時(shí)必須關(guān)心與解決的問題。
　　本文針對納米級集成電路，深入研究了面向單粒子軟錯(cuò)誤的指令級脆弱性分析。論文主要工作和貢獻(xiàn)包括:
　　(1)研究了現(xiàn)有的分析單粒子軟錯(cuò)誤對系統(tǒng)可靠性影響的典型方法，并分析了各種方法的優(yōu)點(diǎn)與缺點(diǎn)。
　　(2)從指令級的角度分析了單粒子軟錯(cuò)誤對指令的影響。對指令集中的特殊指令進(jìn)行了分析，詳細(xì)地對指令窗口、重排序緩存和功能單元三種部件進(jìn)行了脆弱性分析。
　　(3)從指令級的角度分析了

3、單粒子軟錯(cuò)誤對數(shù)據(jù)的影響。研究了對隨機(jī)存取存儲(chǔ)器與內(nèi)容可尋址存儲(chǔ)器進(jìn)行脆弱性分析的不同之處，詳細(xì)地對回寫式緩存、數(shù)據(jù)地址轉(zhuǎn)換緩沖器、犧牲緩沖器三種部件進(jìn)行脆弱性分析，改善了Sim-SODA(SOftware Dependability Analysis)對其脆弱性分析時(shí)誤判漏判的情況。
　　(4)實(shí)現(xiàn)了改進(jìn)的脆弱性分析方法，對處理器中的主要部件進(jìn)行了脆弱性分析，并進(jìn)行了比較實(shí)驗(yàn)。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，改進(jìn)的脆弱性分析方法改善了Sim-SO