[发明专利]面向老化监测的传感器总成积分筛选系统及其筛选方法

说明书

本发明公开了一种面向老化监测的传感器总成积分筛选系统及其筛选方法，传感器总成包括环境传感器、环形振荡器、压力生成器和计数器，面向老化监测的传感器总成积分筛选系统包括老化检测装置、数据传输装置和处理器，老化检测装置包括多个存储增量计算单元，多个存储增量计算单元的输入端分别与环境传感器、压力生成器和计数器的输出端对应连接，压力生成器的输出端还与环境传感器的输入端连接，温度筛选单元，温度筛选单元的输入端连接传感器总成，其输出端连接数据打包处理单元的输入端，数据打包处理单元，多个存储增量计算单元的输出端同时与数据打包处理单元的输入端连接，数据打包处理单元的输出端通过数据传输装置与处理器连接。

技术领域

本发明涉及传感器检测技术领域，具体涉及一种面向老化监测的传感器总成积分筛选系统及其筛选方法。

背景技术

集成电路中，随着晶体管工艺尺寸的不断降低，系统的可靠性问题变得日益突出，老化是影响集成电路可靠性的主要因素之一。很多老化机理，例如负偏置温度不稳定性(NBTI)、热载流子注入效应(HCI)、时间相关电介质击穿(TDDB)使集成电路在服役期内失效率随时间的推移而快速升高，对电路的使用寿命造成了严重影响，甚至会导致整个电路系统失效。特别是在高可靠性领域，像太空领域、飞机、动车等系统，一旦发生故障后果不堪设想，这些领域对集成电路老化造成的系统可靠性问题更为看重。为了监测集成电路中逻辑电路的老化状况，主要有以下几种老化监测技术：

A、原位传感器。采用的是直接测量方法，对被测电路的特征参数进行直接测量，传感器直接放置在被监测的关键路径中，能够直接测量被测电路的相关电路参数，例如关键路径的路径延迟、SRAM中的阈值电压等。

B、复制电路。使用一个被测电路中关键路径的复制电路，放置于被测电路旁边，但与被测电路隔离，通过测量复制电路在特定负载情况下的老化状况，推断得出被测电路的老化程度。

C、基于模型的监测。首先对电路的老化进行建模，在测量时通过测量电路的工作负载、电压、温度等间接因素，通过建立的模型对老化状态做出预测。

在基于模型的监测方法中，现有工作主要是利用仿真数据训练机器学习模型，在预测误差分析时也是用仿真数据验证，没有考虑电路实际的老化情况和温度、电压偏差。由于传感器的准确度以及实际实验环境的波动性，使得测量得到的数据存在一定范围的波动，如果波动较大的数据用于训练，将会极大地影响预测模型的准确性，且机器学习模型需要有大量准确的数据作为训练支撑，否则难以达到预期的预测准确率。

发明内容

本发明的目的在于提供一种面向老化监测的传感器总成积分筛选系统及其筛选方法，以有效减少对老化检测后数据处理的复杂度，同时解决了检测得到的数据存在波动的问题，使获得的数据更准确，从而得到正确率更高的预测模型。

本发明解决上述技术问题的技术方案如下：

本发明提供一种面向老化监测的传感器总成积分筛选系统，所述传感器总成包括环境传感器、环形振荡器、压力生成器和计数器，所述面向老化监测的传感器总成积分筛选系统包括老化检测装置、数据传输装置和处理器，所述老化检测装置包括多个存储增量计算单元，多个所述存储增量计算单元的输入端分别与所述环境传感器、所述压力生成器和所述计数器的输出端对应连接，所述压力生成器的输出端还与所述环境传感器的输入端连接，温度筛选单元，所述温度筛选单元的输入端连接所述传感器总成，其输出端连接数据打包处理单元的输入端，数据打包处理单元，所述多个存储增量计算单元的输出端同时与所述数据打包处理单元的输入端连接，所述数据打包处理单元的输出端通过所述数据传输装置与所述处理器连接。

可选择地，多个所述存储增量计算单元包括差分计算子单元和多个累加器，所述多个累加器与所述环境传感器和所述压力生成器对应连接，所述差分计算子单元与所述计数器连接。