一种基于FPGA进位逻辑的RO PUF设计

物理不可克隆函数(PUF)作为一种可有效地应对硬件安全问题的电路结构,在近些年得到了广泛的关注.环形振荡器(RO)PUF由于不需要完全对称的布线方式,因此被认为是最理想的PUF结构之一.现有的ROPUF设计愈加复杂且需要"硬宏"来固定电路,这导致PUF的移植性很差.文章利用FPGA中固有的进位逻辑资源实现RO PUF,...     

一种基于FPGA的微处理器软错误敏感性分析方法

为了自动快速地分析微处理器对软错误的敏感性,该文提出一种基于FPGA故障注入的软错误敏感性分析方法。在FPGA芯片上同时运行有故障和无故障的两个微处理器,并充分利用FPGA的并行性,把故障注入控制、故障分类、故障列表等模块均在硬件上实现,自动快速地完成全部存储位的故障注入。以PIC16F54微处理器为实验对象,基于不同负载分别注入约30万个软错误用以分析微处理器软错误敏感性,并对敏感性较高的单元加固后再次进行分析,验证该方法的有效性。实验数据表明,使用该方法进行故障注入及敏感性分析所需的时间比软件仿真方法提高了4个数量级。     

低测试逃逸的晶圆级适应性测试方法

为了降低集成电路中测试成本,提高测试质量,该文提出一种低测试逃逸率的晶圆级适应性测试方法。该方法根据历史测试数据中测试项检测故障晶粒的有效性筛选测试集,降低待测晶圆的测试成本。同时,分析晶粒邻域参数波动程度,将存在波动晶粒的参数差异进行放大并建模,提高该类晶粒质量预测模型的分类准确率;无波动的晶粒使用有效测试集建模的方法进行质量预测,减少测试逃逸的风险。根据实际晶圆生产数据的实验结果表明,该方法可以明显降低晶圆的测试项成本40.13%,并保持较低的测试逃逸率0.0091%。     

基于边沿延时翻转的绑定前硅通孔测试方法

硅通孔（Through-Silicon Via,TSV）在制造过程中发生开路和短路等故障会严重影响3D芯片的可靠性和良率,因此对绑定前的TSV进行故障测试是十分必要的.现有的绑定前TSV测试方法仍存在故障覆盖不完全、面积开销大和测试时间大等问题.为解决这些问题,本文介绍一种基于边沿延时翻转的绑定前TSV测试技术.该方法主要测量物理缺陷导致硅通孔延时的变化量,并将上升沿和下降沿的延时分开测量以便消除二者的相互影响.首先,将上升沿延时变化量转化为对应宽度的脉冲信号;然后,通过脉宽缩减技术测量出该脉冲的宽度;最后,通过触发器的状态提取出测量结果并和无故障TSV参考值进行比较.实验结果表明,本文脉宽缩减测试方法在故障测量范围、面积开销等方面均有明显改善.     

基于电路模块自相似性的硬件木马检测方法

由于硬件木马种类的多样性和SoC电路制造过程中不可预测的工艺变化,硬件木马检测变得极具挑战性。现有的旁路信号分析法存在两个缺点,一是需要黄金模型作为参考,二是工艺波动会掩盖部分硬件木马的活动效果。针对上述不足,提出一种利用电路模块结构自相似性的无黄金模型检测方法。通过对32位超前进位加法器的软件仿真实验和对128位AES加密电路的硬件仿真实验,验证了该方法的有效性。实验结果表明,在45 nm工艺尺寸下,对于面积占比较小的硬件木马,该方法的检测成功率可以达到90.0%以上。     

基于故障插入的电路抗老化输入矢量生成研究

随着CMOS工艺特征尺寸的不断缩小,晶体管的老化效应严重影响了电路的可靠性,负偏置温度不稳定性(NBTI)是造成晶体管老化的主要因素之一。提出了一种基于固定故障插入的电路抗老化输入矢量生成方法,在电路的合适位置插入固定故障,通过自动测试向量生成(ATPG)工具获取较小的备选抗老化矢量集合,再从中筛选出最优矢量。由该方法生成的输入矢量可以使电路在待机模式下处于最大老化恢复状态,同时具有较小的时间开销。在ISCAS85电路中的仿真结果表明,与随机矢量生成方法相比,在电路待机模式下加载本文方法生成的输入矢量,可以达到最高17%的电路老化时延改善率。     

6加数并行加法器及扩展接口的研究

提出了一种6个加数的并行加法器及其接口扩展的研究方案.论述了所提新型加法器的工作原理和过程,同时描述了接口扩充思想.最后,采用MAX+PLUSⅡ对设计电路进行了模拟验证.实验结果说明了所提加法器的设计合理性,也证明了该加法器对6个加数的计算比采用串行累加更快.     

GaAs MESFET旁栅迟滞现象与沟道电流数据采集时间的关系

采用平面选择注入隔离工艺制作MESFET及旁栅电极,通过改变半导体特性测试仪的延迟时间参数,深入研究了不同沟道电流的数据采集时间对旁栅效应迟滞现象的影响.发现当延迟时间超过2s时,迟滞现象基本消失,旁栅效应达到稳态,而且准静态地改变旁栅电压,沟道电流的变化会达到一稳定值,与过程无关,于是可以避免迟滞现象.并从理论上解释了所发现的现象.     

一种故障通道隔离的低开销容错路由器设计

片上网络中路由器发生故障势必会影响整个网络的性能,过大的容错开销也会给网络带来很大的负担.对此,本文提出了一种故障通道隔离的低开销容错路由器架构,该路由器通过减少不必要的交叉开关及合理优化各个端口VC的数目来减小路由器整体开销,同时增加一个冗余通道来达到对路由器容错的目的.当路由器中某个通道发生故障时,通道隔离检测方法使路由器能够在检测故障类型的同时进行数据传输,带回收指针的重传buffer将会进一步减少整个容错结构的开销.实验结果表明在无故障情况下本文设计的路由器较传统路由器平均延时降低45%左右,最大吞吐率提高28%左右,面积开销仅仅增加了18.24%.在故障存在的情况下,本文方案也显现出很大的优越性,能够达到很好的容错效果.     

采用字典词条衍生模式的测试数据压缩

为了降低数字集成电路测试成本,压缩预先计算的测试集是一种有效的解决途径。该文根据索引位数远少于字典词条,以及测试数据中存在大量无关位,提出一种采用词条衍生和二级编码的字典压缩方案。该方案引入循环移位操作,确保无关位按序任意移动而不丢失,从而扩大词条衍生性能,减少非词条向量个数。另外,采用规则的两级编码可以减少码字数量和解压电路的复杂度。实验结果表明该文所提方案能够进一步提高测试数据压缩率,减少测试时间。