基于负载容量模型的集成电路关键部件确定方法技术

本发明专利技术提供一种基于负载容量模型的集成电路关键部件确定方法，其包括：步骤1、结构与功能分析；步骤2、功能模块划分；步骤3、建立集成电路网络；步骤4、计算节点负载；步骤5、确定节点容量；步骤6、初始故障节点注入；步骤7、计算发生故障后的节点负载；步骤8、删除故障节点；步骤9、迭代节点故障传播过程；步骤10、回到步骤5，替换初始故障节点；步骤11、迭代初始故障节点；步骤12、关键部件的确定。本发明专利技术基于负载容量模型和集成电路的拓扑结构，分析模拟集成电路不同部件故障的传播过程，从中快速确定集成电路的关键部件，所得到的集成电路关键部件排序更加符合产品的实际情况，为具有高可靠指标的集成电路的故障分析提供方法支撑。

A method for determining key components of integrated circuits based on load capacity model

The present invention provides a method to determine the key components of the integrated circuit load capacity model based on the analysis of 1 steps, including: structure and function; step 2, the function module division; step 3, the establishment of integrated circuit network; step 4, calculate the node load; step 5, determine the node capacity; step 6, initial fault injection; step 7, after the failure of the computing node load; step 8, delete the fault node; step 9, iterative node fault propagation process; step 10, go back to step 5, replace the initial fault node; step 11, the initial fault node; step 12, determine the key components. The topology of load capacity model and the integrated circuit based on the analysis of communication process of analog integrated circuits in different parts of the fault, determining key components of integrated circuits in key components of IC sorting obtained more in line with the actual situation of products, provide a method for integrated circuit fault with high reliability index analysis.

【技术实现步骤摘要】
基于负载容量模型的集成电路关键部件确定方法
本专利技术涉及集成电路故障分析
，特别涉及一种于负载容量模型的集成电路关键部件确定方法。
技术介绍
集成电路作为机电系统核心零部件，它的作用是按照实际机电系统的需求，通过特定的电子元器件的组合与连接，进行能量的传输与转换、信号的传递与处理。集成电路通常由电阻器元件、电容器元件、电感器元件、半导体元件、芯片等五大类型元器件组成。集成电路属于高可靠性指标的复杂系统，通常情况下，集成电路的故障往往是由某一薄弱部件故障造成，如何分析确定集成电路的关键部件，成为集成电路故障分析的重点研究问题。目前，集成电路确定关键部件的确定方法主要是基于图论的故障树法，通过各种逻辑门例如，与门、或门、非门，将系统结构转化为故障树，计算分析元器件的重要度，但需要前期开展故障树的定性分析工作，并且对元器件具体信息需求较多，工作量较大，对于较大规模的集成电路难以开展。目前，还没有基于负载容量模型，通过定量计算确定集成电路关键部件的相关研究。
技术实现思路
为了克服现有技术的缺陷，本专利技术的目的在于提供一种基于负载容量模型的集成电路关键部件确定方法，其基于集成电路的拓扑结构，能够模拟集成电路不同部件故障的传播过程，同时快速给出单个部件对于系统影响的重要程度，最终确定集成电路的关键部件。本专利技术的技术方案如下：一种基于负载容量模型的集成电路关键部件确定方法，其具体步骤如下所示：步骤1：对所选定的集成电路进行结构与功能分析，对集成电路的各个元器件进行识别从而确定集成电路的组成结构，对集成电路正常工作的能量传输与信号传递过程进行梳理，从而确定集成电路工作原理；依据所确定的集成电路的工作原理，将集成电路划分为至少一个次一级电路结构；步骤2：根据所确定的集成电路工作原理，在所划分的次一级电路结构的基础上，对所述集成电路进行进一步地划分以确定集成电路功能模块，并对所确定的集成电路功能模块进行编号；步骤3：根据所确定的带编号的集成电路功能模块以及各个带编号的集成电路功能模块之间的电气连接关系，建立集成电路网络；步骤4：根据所建立的集成电路网络，对所述集成电路网络的网络拓扑结构进行分析，计算集成电路网络中各个节点k的介数bk，并将所计算得到相应节点的介数设置为所述节点的节点负载；步骤5：根据所述节点的节点负载，选择对应的表征节点对于负载波动耐受能力的容量系数，确定集成电路网络各个节点的节点容量；步骤6：选择任一节点作为初始故障节点，实现初始故障节点注入，同时从步骤4中的网络拓扑结构中删除初始故障节点，重新构建发生故障后的集成电路网络；步骤7：在所构建的发生故障后的集成电路网络的电路网络拓扑结构的基础上，重新计算各个节点负载；步骤8：对比所述节点容量与步骤7中确定的节点负载，将节点负载超过预设容量值的节点设为故障节点，将所述故障节点从所述集成电路网络中删除并重新构建发生故障后的集成电路网络；步骤9：重复步骤7与步骤8，迭代节点故障传播过程，直至满足至少1个迭代终止条件，并记录最终的集成电路网络故障节点总数；步骤10：回到步骤5，针对步骤3中所建立的集成电路网络，替换初始故障节点，重复步骤6到步骤9，分析节点故障过程，最终得到替换初始故障节点后集成电路网络故障节点总数；步骤11：迭代初始故障节点，重复步骤10，当所有节点至少有一次被设置为初始故障节点且同时满足须经过步骤6到步骤9的故障传播的迭代仿真计算过程的这两个条件时达到仿真迭代终止条件，终止迭代计算；以及步骤12：根据步骤11的迭代结果，得到各个节点作为初始故障节点时对应的最终的集成电路网络故障节点总数，并进行排序从而确定集成电路关键部件。优选地，建立步骤3所述集成电路网络的方法的具体步骤为：a.将已编号的集成电路功能模块视为节点；b.结合所选定的集成电路中所划分的各个集成电路功能模块的连接关系，建立节点间的邻接矩阵，若节点之间存在电气连接关系，则节点间邻接矩阵内的元素值取为1，否则取为0；c.将电气连接关系视为连接节点的边，按照所确定的邻接矩阵，将节点间邻接矩阵内的元素值取为1的两个节点进行连接从而构建集成电路网络。优选地，所述电气连接关系包括导线连接、磁耦合连接和光电耦合连接中至少一种。优选地，所述集成电路网络中各节点容量Ck的确定方法为：首先基于所述集成电路网络的节点特征，根据所述节点负载Lk，选择对应的容量系数λk；其次计算所述节点负载Lk与所述容量系数λk的乘积，将节点负载Lk与容量系数λk的乘积设置为节点容量Ck。优选地，步骤6中所述初始故障节点的注入方法，其具体步骤为：a.根据所确定的集成电路网络及各个节点k，选择任一节点作为初始故障节点，并将所述初始故障节点从所述集成电路网络中删除；b.将邻接矩阵中与所述初始故障节点相关的元素值设定为0；以及c.将与所述初始故障节点相连的节点之间的边从所述集成电路网络中全部删除，构建发生故障后的集成电路网络，形成发生故障后的集成电路网络的电路网络拓扑结构。优选地，步骤8中的所述删除故障节点的具体方法为：a.将所述节点容量与步骤7中确定的节点负载进行对比，将步骤7中确定的节点负载超过预设容量值的节点设为故障节点，并将所述故障节点从所述集成电路网络中删除；b.将邻接矩阵中与所述故障节点相关的元素值设定为0；以及c.将与所述故障节点相连的节点之间的边从所述集成电路网络中全部删除，重新构建发生故障后的集成电路网络。优选地，所述步骤9中的迭代终止条件包括：a.在连续三次的迭代过程中，被删除的节点数目不再增加；b.所述集成电路网络中所有节点均被删除；c.迭代故障传播过程的总次数达到20次。优选地，步骤12中的所述的关键部件的确定方法，其具体步骤如下：a.将步骤11确定的所有节点对应的最终的集成电路网络故障节点总数进行由大到小的降序排序，并重新对其进行编号；和b.根据用户需求，按照预设值选取排在前面的节点对应的集成电路功能模块确定为集成电路关键部件。与现有技术相比，本专利技术的有益效果如下：本专利技术的基于负载容量模型的集成电路关键部件确定方法，具有明显优势，其基于集成电路的电气性能与网络拓扑结构，快速确定集成电路的关键部件，使得分析结果更加准确可信；本专利技术提供了一套基于电路网络结构的并且从系统角度分析集成电路故障传播行为的方法，能够对集成电路局部故障的故障传播规律进行研究，得到的集成电路关键部件排序更加符合产品的实际情况；此外，本专利技术中的基于负载容量模型的集成电路关键部件确定方法，克服了传统基于故障树的需要通过逻辑门建立故障树确定关键部件方法的不足，弥补现阶段无法通过定量计算确定关键部件的不足，为具有高可靠指标的集成电路的故障分析提供方法支撑。附图说明以下结合附图对本专利技术进行详细描述。图1是根据本专利技术的基于负载容量模型的集成电路关键部件确定方法的流程图。图2是根据本专利技术的实施例的电源升压集成电路的功能框图。图3是根据本专利技术的实施例的按照选定的电源升压集成电路建立的电路网络拓扑图。图4是根据本专利技术的实施例的所选定的电源升压集成电路删除初始故障节点后的电路网络拓扑图。具体实施方式以下将参考附图详细说明本专利技术的示例性实施例、特征和方面。附图中相同的附图标记表示功能相同或相似的元件。尽管在附图中示出了实施例的各种方面，但是除非本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种基于负载容量模型的集成电路关键部件确定方法，其特征在于：其具体步骤包括：步骤1：对所选定的集成电路进行结构与功能分析，对集成电路的各个元器件进行识别从而确定集成电路的组成结构，对集成电路正常工作的能量传输与信号传递过程进行梳理，从而确定集成电路工作原理；依据所确定的集成电路的工作原理，将集成电路划分为至少一个次一级电路结构；步骤2：根据所确定的集成电路工作原理，在所划分的次一级电路结构的基础上，对所述集成电路进行进一步地划分以确定集成电路功能模块，并对所确定的集成电路功能模块进行编号；步骤3：根据所确定的带编号的集成电路功能模块以及各个带编号的集成电路功能模块之间的电气连接关系，建立集成电路网络；步骤4：根据所建立的集成电路网络，对所述集成电路网络的网络拓扑结构进行分析，计算集成电路网络中各个节点k的介数bk，并将所计算得到相应节点的介数设置为所述节点的节点负载；步骤5：根据所述节点的节点负载，选择对应的表征节点对于负载波动耐受能力的容量系数，确定集成电路网络各个节点的节点容量；步骤6：选择任一节点作为初始故障节点，实现初始故障节点注入，同时从步骤4中的网络拓扑结构中删除初始故障节点，重新构建发生故障后的集成电路网络；步骤7：在所构建的发生故障后的集成电路网络的电路网络拓扑结构的基础上，重新计算各个节点负载；步骤8：对比所述节点容量与步骤7中确定的节点负载，将节点负载超过预设容量值的节点设为故障节点，将所述故障节点从所述集成电路网络中删除并重新构建发生故障后的集成电路网络；步骤9：重复步骤7与步骤8，迭代节点故障传播过程，直至满足至少1个迭代终止条件，并记录最终的集成电路网络故障节点总数；步骤10：回到步骤5，针对步骤3中所建立的集成电路网络，替换初始故障节点，重复步骤6到步骤9，分析节点故障过程，最终得到替换初始故障节点后集成电路网络故障节点总数；步骤11：迭代初始故障节点，重复步骤10，当所有节点至少有一次被设置为初始故障节点且同时满足须经过步骤6到步骤9的故障传播的迭代仿真计算过程的这两个条件时达到仿真迭代终止条件，终止迭代计算；以及步骤12：根据步骤11的迭代结果，得到各个节点作为初始故障节点时对应的最终的集成电路网络故障节点总数，并进行排序从而确定集成电路关键部件。...

【技术特征摘要】
1.一种基于负载容量模型的集成电路关键部件确定方法，其特征在于：其具体步骤包括：步骤1：对所选定的集成电路进行结构与功能分析，对集成电路的各个元器件进行识别从而确定集成电路的组成结构，对集成电路正常工作的能量传输与信号传递过程进行梳理，从而确定集成电路工作原理；依据所确定的集成电路的工作原理，将集成电路划分为至少一个次一级电路结构；步骤2：根据所确定的集成电路工作原理，在所划分的次一级电路结构的基础上，对所述集成电路进行进一步地划分以确定集成电路功能模块，并对所确定的集成电路功能模块进行编号；步骤3：根据所确定的带编号的集成电路功能模块以及各个带编号的集成电路功能模块之间的电气连接关系，建立集成电路网络；步骤4：根据所建立的集成电路网络，对所述集成电路网络的网络拓扑结构进行分析，计算集成电路网络中各个节点k的介数bk，并将所计算得到相应节点的介数设置为所述节点的节点负载；步骤5：根据所述节点的节点负载，选择对应的表征节点对于负载波动耐受能力的容量系数，确定集成电路网络各个节点的节点容量；步骤6：选择任一节点作为初始故障节点，实现初始故障节点注入，同时从步骤4中的网络拓扑结构中删除初始故障节点，重新构建发生故障后的集成电路网络；步骤7：在所构建的发生故障后的集成电路网络的电路网络拓扑结构的基础上，重新计算各个节点负载；步骤8：对比所述节点容量与步骤7中确定的节点负载，将节点负载超过预设容量值的节点设为故障节点，将所述故障节点从所述集成电路网络中删除并重新构建发生故障后的集成电路网络；步骤9：重复步骤7与步骤8，迭代节点故障传播过程，直至满足至少1个迭代终止条件，并记录最终的集成电路网络故障节点总数；步骤10：回到步骤5，针对步骤3中所建立的集成电路网络，替换初始故障节点，重复步骤6到步骤9，分析节点故障过程，最终得到替换初始故障节点后集成电路网络故障节点总数；步骤11：迭代初始故障节点，重复步骤10，当所有节点至少有一次被设置为初始故障节点且同时满足须经过步骤6到步骤9的故障传播的迭代仿真计算过程的这两个条件时达到仿真迭代终止条件，终止迭代计算；以及步骤12：根据步骤11的迭代结果，得到各个节点作为初始故障节点时对应的最终的集成电路网络故障节点总数，并进行排序从而确定集成电路关键部件。2.如权利要求1所述的基于负载容量模型的集成电路关键部件确定方法，其特征在于：建立步骤3所述集成电路网络的方法的具体步骤为：a.将已编号的集成电路功能模块视为节点；b.结合所选定的集成电路中所划分的各个集成电路功能模块的连接关系...

【专利技术属性】
技术研发人员：陈云霞，范有江，何晓斌，
申请(专利权)人：北京航空航天大学，
类型：发明
国别省市：北京,11