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什么是软失效

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什么是软失效?

什么是软失效?

简介

本文档简要介绍了软失效的原理、软失效的判断方法和应对措施。

软失效原理

当高能亚原子粒子穿越超大规模电路存储单元(触发器、寄存器单元或RAM单元)中的硅时,会伴随着自由电荷的产生。这些电荷在极短的时间间隔内(约15ps)会聚集在电路节点中,当电荷聚集超过一定程度,存储的数据就会改变,造成系统出错。由于它对电路的损害不是永久性的,所以这种现象称为软失效。

软失效可能是由于宇宙射线、Boron裂变、Alpha射线、系统噪声或者电磁干扰等导致的错误。

CE12800只涉及宇宙射线中的高能量中子(>1MeV)导致的软失效。如图1-1所示,中子撞击使本来稳定的电荷分离,电荷在耗尽区的电场作用下产生漂移,形成一个脉冲的电流干扰。一般情况下这个干扰持续时间很短,小于100ps,但这个小脉冲可能会改变电路当前的逻辑状态(和脉冲强度以及电路的噪声容限有关)。

图1-1 能量中子撞击产生脉冲电流

SRAM由一个个的锁存单元构成,每个锁存单元的状态或者是0,或者是1。脉冲电流导致SRAM中的锁存器跳变,对外表现为软失效。

图1-2 脉冲电流引发软失效
表1-1 真值表

S

R

Q

Q非

0

0

锁存

锁存

0

1

0

1

1

0

1

0

S/R只能轮流操作,不存在同时为1的情况。

软失效判断方法和应对措施

是否发生软失效,可以通过软失效发生的几个特点来判断:

  • 通过Reset可以恢复。
  • 长期观察,发生的错误分布均匀、位置随机,错误基本上不会在同一点重现。
  • 芯片能通过ATE系统测试。
  • 错误发生概率与海拔高度、太阳活动周期相关。

高能量中子穿透能力强,目前业界尚无完全屏蔽手段,通行的做法是:

  • 改进工艺,提高噪声容限。
  • 提供软失效的检测手段:parity校验、ECC校验、CRC校验等。
  • 对检测到的软失效进行主动修复(CE设备检测多bit错误复位单板修复错误)
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更新时间:2019-07-01

文档编号:EDOC1100087022

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