SoC健康监测的方法、装置及系统制造方法及图纸

本发明专利技术涉及SoC健康监测的方法、装置及系统。所述方法包括：实时获取监测SoC性能的传感器数据，所述传感器数据包括可靠性退化传感器数据、温度传感器数据、噪声传感器数据以及电流传感器数据；提取所述传感器数据中包含的代表所述SoC性能的特征数据；并利用预测算法对所述特征数据进行实时分析和预测，得到所述SoC的性能状态以及性能退化趋势；输出所述SoC的性能状态信息以及性能退化趋势信息。本发明专利技术能够实时监测SoC的性能状态，以及实时预测SoC的性能退化趋势。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及片上系统
，特别是涉及SoC健康监测的方法、装置及系统。
技术介绍
片上系统(System on Chip，SoC)芯片设计要求已从单纯追求高性能、小面积转为对性能、面积、功耗及可靠性的综合要求。尤其SoC芯片在航空航天、轨道交通、核电等高可靠领域应用非常广泛，其可靠性至关重要，备受关注。传统的可靠性模拟、工艺在线检测、可靠性试验与失效分析等离线可靠性评价方法，无法实时对SoC寿命进行预测。这种情况下，若按照传统“定时维修”的维修方式或“事后维修”的方式，将造成人力、物力、财力的巨大损失。
技术实现思路
基于此，本专利技术实施例提供SoC健康监测的方法、装置及系统，能够实时监测SoC的性能状态，以及实时预测SoC的性能退化趋势。本专利技术一方面提供SoC健康监测的方法，包括：实时获取监测SoC性能的传感器数据，所述传感器数据包括可靠性退化传感器数据、温度传感器数据、噪声传感器数据以及电流传感器数据；提取所述传感器数据中包含的代表所述SoC性能的特征数据；并利用预测算法对所述特征数据进行实时分析和预测，得到所述SoC的性能状态以及性能退化趋势；输出所述SoC的性能状态信息以及性能退化趋势信息。本专利技术另一方面提供了一种SoC健康监测的装置，包括：数据获取模块，用于实时获取监测SoC性能的传感器数据，所述传感器数据包括可靠性退化传感器数据、温度传感器数据、噪声传感器数据以及电流传感器数据；分析及预测模块，用于提取所述传感器数据中包含的代表所述SoC性能的特征数据；并利用预测算法对所述特征数据进行实时分析和预测，得到所述SoC的性能状态以及性能退化趋势；信息输出模块，用于输出所述SoC的性能状态信息以及性能退化趋势信息。本专利技术另一方面提供了一种SoC系统，包括：包括系统硬件层、系统内核层、系统服务层以及应用层；所述系统硬件层的传感器实时监测SoC性能；所述系统内核层的操作系统内核实时获取所述系统硬件层的传感器数据，并传递所述传感器数据给所述系统服务层；所述传感器数据包括可靠性退化传感器数据、温度传感器数据、噪声传感器数据以及电流传感器数据；所述系统服务层的预测模块提取所述传感器数据中包含的代表所述SoC性能的特征数据；并利用预测算法对所述特征数据进行实时分析和预测，得到所述SoC的性能状态以及性能退化趋势；所述应用层预设的APP输出所述SoC系统的性能状态信息以及所述性能退化趋势信息。上述技术方案，通过实时获取监测SoC性能的传感器数据，所述传感器数据包括可靠性退化传感器数据、温度传感器数据、噪声传感器数据以及电流传感器数据；提取所述传感器数据中包含的代表所述SoC性能的特征数据；利用预测算法对所述特征数据进行实时分析和预测，得到所述SoC的性能状态以及
性能退化趋势，并输出所述SoC系统的性能状态信息以及所述性能退化趋势信息。本专利技术上述实施例的方案，能够为用户提供SoC的实时健康监测及实时预测信息。附图说明图1为一实施例的SoC健康监测的方法的示意性流程图；图2为一SoC健康监测的方法的具体应用场景图；图3为一实施例的SoC健康监测的装置的示意性结构图。具体实施方式为了使本专利技术的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本专利技术进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本专利技术，并不用于限定本专利技术。图1为一实施例的SoC健康监测的方法的示意性流程图；如图1所示，本实施例中的SoC健康监测的方法包括步骤：S11，实时获取监测SoC性能的传感器数据，所述传感器数据包括可靠性退化传感器数据、温度传感器数据、噪声传感器数据以及电流传感器数据；，优选的，所述可靠性退化传感器数据包括TDDB(time dependent dielectric breakdown，经时击穿)退化传感器数据、HCI(hot carrier injection，热载流子注入)退化传感器数据、BTI(bias temperature instability，偏置温度不稳定性)退化传感器数据。需要说明的是，本专利技术中监测SoC性能的传感器可包括许多种，上述仅列出了其中的一部分，其他任何可在SoC片上实现的传感器均属于本专利技术的保护
范围。S12，提取所述传感器数据中包含的代表所述SoC性能的特征数据；利用预测算法对所述特征数据进行实时分析和预测，得到所述SoC的性能状态以及性能退化趋势；优选的，可利用Gabor变换算法或快速傅里叶变换算法，提取所述传感器数据中包含的代表所述SoC性能的特征数据。其中，Gabor变换属于加窗傅立叶变换，Gabor函数可以在频域不同尺度、不同方向上提取相关的特征。另外Gabor函数与人眼的生物作用相仿，所以经常用作纹理识别上，并取得了较好的效果。快速傅里叶变换算法(fast Fourier transform)，简称FFT，采用这种算法能使计算机计算离散傅里叶变换所需要的乘法次数大为减少，特别是被变换的抽样点数N越多，FFT算法计算量的节省就越显著。需要说明的是，提取所述传感器数据中包含的代表所述SoC性能的特征数据的方法不限于这里具体的两种，其他可提取特征数据的方法同样适用。本专利技术实施例中预测性能退化趋势的算法可包括许多种预测算法，本专利技术对此不作特别限定。S13，输出所述性能状态以及所述性能退化趋势。将得到的性能状态信息以及性能退化趋势信息发送给应用层，以通过应用层的对应APP输出所述性能状态以及所述性能退化趋势。例如预先设置了健康监测及预警APP，通过该APP的显示界面输出所述性能状态以及所述性能退化趋势，便于用户实时查看SoC健康状况和可靠性退化趋势。需要说明的是，当S12中得到的SoC的性能状态或者性能退化趋势超出各自对应的阈值，还可输出对应的预警提示，例如通过健康监测及预警APP输出预设的预警提示信息，便于用户及时进行检修，防止引发更严重的问题。图2为本专利技术一实施例的SoC健康监测的方法的具体应用场景图；如图2所示，该SoC 100系统由系统硬件层200、系统内核层300、系统服务层400、应用层500构成。所述系统硬件层200包括功能电路210、传感器220，其中传感器220主要包括可靠性退化传感器227、温度传感器226、噪声传感器225、电流传感器224，其中可靠性退化传感器227主要包括TDDB退化传感器223、HCI退化传感器222、BTI退化传感器221。所述系统内核层300包括操作系统内核310、传感器驱动程序320。所述系统服务层400包括应用接口410、预测模型420。所述应用层500包括若干APP，例如APP1 510、APP2 520、健康监测及预警APP 530。所述SoC健康监测的方法，需预先进行传感器硬件设计、传感器驱动程序设计、预测模型构建、健康监测及预警APP设计等。其中，所述传感器硬件设计，主要包括可靠性退化传感器227、温度传感器226、噪声传感器225、电流传感器224。其中可靠性退化传感器227主要包括TDDB退化传感器223、HCI退化传感器222、BTI退化传感器221。传感器与功能电路210一起构成SoC的系统硬件层200；所述传感器驱动程序设计，主要结合操作系统内核310，针对传感器进行驱本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种SoC健康监测的方法，其特征在于，包括：实时获取监测SoC性能的传感器数据，所述传感器数据包括可靠性退化传感器数据、温度传感器数据、噪声传感器数据以及电流传感器数据；提取所述传感器数据中包含的代表所述SoC性能的特征数据；并利用预测算法对所述特征数据进行实时分析和预测，得到所述SoC的性能状态以及性能退化趋势；输出所述SoC的性能状态信息以及性能退化趋势信息。

【技术特征摘要】
1.一种SoC健康监测的方法，其特征在于，包括：实时获取监测SoC性能的传感器数据，所述传感器数据包括可靠性退化传感器数据、温度传感器数据、噪声传感器数据以及电流传感器数据；提取所述传感器数据中包含的代表所述SoC性能的特征数据；并利用预测算法对所述特征数据进行实时分析和预测，得到所述SoC的性能状态以及性能退化趋势；输出所述SoC的性能状态信息以及性能退化趋势信息。2.根据权利要求1所述的SoC健康监测的方法，其特征在于，所述输出SoC的性能状态信息以及性能退化趋势信息的步骤包括：将得到的性能状态信息以及性能退化趋势信息发送给应用层，以通过应用层的对应APP输出所述性能状态以及所述性能退化趋势。3.根据权利要求1所述的SoC健康监测的方法，其特征在于，所述可靠性退化传感器数据包括TDDB退化传感器数据、HCI退化传感器数据、BTI退化传感器数据。4.根据权利要求1所述的SoC健康监测的方法，其特征在于，提取所述传感器数据中包含的代表所述SoC性能的特征数据的步骤包括：利用Gabor变换算法或快速傅里叶变换算法，提取所述传感器数据中包含的代表所述SoC性能的特征数据。5.根据权利要求1至4任一所述的SoC健康监测的方法，其特征在于，所述实时获取监测SoC的传感器数据的步骤包括：通过预设的传感器驱动程序实时读取监测SoC性能的传感器数据；所述传感器驱动程序基于操作系统内核设置的；通过所述操作系统内核提供的接口实时获取所述传感器驱动程序读取到的
\t传感器数据。6.一种SoC健康监测的装置，其特征在于，包括：数据获取模块，用于实时获取监测SoC性能的传感器数据，所述传感器数据包括可靠性退化传感器数据、温度传...

【专利技术属性】
技术研发人员：陈义强，雷登云，恩云飞，方文啸，侯波，刘远，黄云，
申请(专利权)人：工业和信息化部电子第五研究所，
类型：发明
国别省市：广东;44