面向老化监测的传感器总成积分筛选系统及其筛选方法技术方案

本发明专利技术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。处理器连接。处理器连接。

【技术实现步骤摘要】
面向老化监测的传感器总成积分筛选系统及其筛选方法


[0001]本专利技术涉及传感器检测
，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。

技术介绍

[0002]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：
[0003]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。
[0004]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。
[0005]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。
[0006]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。

技术实现思路

[0007]本专利技术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。
[0008]本专利技术解决上述技术问题的技术方案如下：
[0009]本专利技术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。
[0010]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。
[0011]可选择地，所述差分计算子单元包括存储器和增量计算模块，所述存储器的输入端连接所述计数器的输出端，其输出端连接所述增量计算模块的输入端，所述增量计算模块的输出端连接所述数据打包处理单元。
[0012]可选择地，所述环境传感器包括温度子传感器和电压子传感器。
[0013]可选择地，所述数据传输装置为路由器。
[0014]可选择地，所述检测方法包括：
[0015]S1：获取当前传感器总成的输入信号相关信息；
[0016]S2：将所述输入信号相关信息同时传输至所述存储增量计算单元和所述温度筛选单元，分别得到初始数据包和使能信号；
[0017]S3：根据所述使能信号，对所述初始数据包进行筛选，得到数据包；
[0018]S4：将所述数据包进行分包处理，以得到输出信号；
[0019]S5：将所述输出信号通过所述数据传输装置传输至所述处理器。
[0020]可选择地，所述步骤S1中，所述输入信号相关信息包括：
[0021]压力参数、温度、电压以及计数器输出参数，其中，所述压力参数包括输入信号概率和输入信号翻转率。
[0022]可选择地，所述初始数据包包括每个累加器当前的数据，以及经过增量计算模块计算后得到的延迟增量数据。
[0023]可选择地，所述步骤S4中，对所述数据包进行分包处理包括：
[0024]S41：将所述数据包的数据包类型和传感器地址写人头微片；
[0025]S42：将所述数据包的输入信号相关信息数据写入体微片；
[0026]S43：将所述数据包的校验码写入尾微片；
[0027]S44：汇总所述步骤S41
‑
S43的写入结果，得到所述输出信息。
[0028]本专利技术具有以下有益效果：
[0029]本专利技术所提供的面向老化监测的传感器总成积分筛选系统及其筛选方法，考虑电路老化的累积效应，在数据读出阶段就进行累加(积分)计算，有效减少对老化检测后数据处理的复杂度，同时在数据读出阶段就使用温度筛选单元进行筛选，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。
附图说明
[0030]图1为本专利技术实施例所提供的面向老化监测的传感器总成积分筛选系统的内部结构示意图；
[0031]图2为本专利技术实施例所提供的面向老化监测的传感器总成积分筛选系统的温度筛
选器的筛选效果图；
[0032]图3为本专利技术实施例所提供的面向老化监测的传感器总成积分筛选系统的温度筛选单元的内部结构示意图；
[0033]图4为本专利技术实施例所提供的面向老化监测的传感器总成积分筛选系统的检测方法的流程图；
[0034]图5为图4中步骤S4的分步骤流程图。
[0035]图6为本专利技术实施例所提供的面向老化监测的传感器总成积分筛选系统的数据包的格式表示图；
[0036]图7为本专利技术实施例所提供的面向老化监测的传感器总成积分筛选系统的数据打包处理单元的结构示意图；
[0037]图8为本专利技术实施例所提供的面向老化监测的传感器总成积分筛选系统的数据打包处理单元的工作状态示意图。
[0038]附图标记说明
[0039]1‑
温度传感器；2
‑
电压传感器；3
‑
压力生成器；4
‑
计数器；5
‑
累加器；6
‑
存储器；7
‑
增量计算模块；8
‑
温度筛选单元；9
‑
数据打包处理单元；10
‑
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【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种面向老化监测的传感器总成积分筛选系统，其特征在于，所述传感器总成包括环境传感器、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。2.根据权利要求1所述的面向老化监测的传感器总成积分筛选系统，其特征在于，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。3.根据权利要求2所述的面向老化监测的传感器总成积分筛选系统，其特征在于，所述差分计算子单元包括存储器和增量计算模块，所述存储器的输入端连接所述计数器的输出端，其输出端连接所述增量计算模块的输入端，所述增量计算模块的输出端连接所述数据打包处理单元。4.根据权利要求1
‑
3中任意一项所述的面向老化监测的传感器总成积分筛选系统，其特征在于，所述环境传感器包括温度传感器和电压传感器。5.根据权利要求1所述的面向老化监测的传感器总成积分筛选系统，...

【专利技术属性】
技术研发人员：黄乐天，刘丰瑞，赵天津，
申请(专利权)人：电子科技大学长三角研究院湖州，
类型：发明
国别省市：