使用加速可靠性模型和传感器数据的电路的寿命终止预测制造技术

本公开的各实施例总体上涉及使用加速可靠性模型和传感器数据的电路的寿命终止预测。在一些示例中，一种电路可以被配置为执行一种方法，该方法包括：经由电路的电路功能单元执行电路功能，从与电路功能单元相关联的一个或多个传感器接收传感器数据，以及基于加速可靠性模型和传感器数据来估计电路的剩余寿命，其中传感器数据包括到加速可靠性模型的输入。电路本身可以包括专用电路单元，该专用电路单元基于加速可靠性模型和传感器数据来估计电路的剩余寿命，并且当剩余寿命低于阈值时，该电路可以输出一个或多个预测性警报或预测性故障，这可以提示系统对电路进行预测性维护。这可以提示系统对电路进行预测性维护。这可以提示系统对电路进行预测性维护。

【技术实现步骤摘要】
使用加速可靠性模型和传感器数据的电路的寿命终止预测


[0001]本公开涉及半导体电路，并且更具体地涉及用于在使用期间预测半导体电路的寿命终止的电路和技术。

技术介绍

[0002]半导体电路用于各种电路应用以执行各种电路功能中的任何一种。不幸的是，半导体电路会随着时间而劣化。例如，老化、环境暴露、应力或其他条件会导致半导体劣化，并且可能导致电路故障，这是不希望的。施加到半导体电路的应力条件的量因情况而异。结果，半导体电路的实际操作寿命可能是不可预测的。
[0003]在很多情况下，半导体电路可以被设计为在电路将被安装到其中的系统(例如，车辆)的寿命期间承受最坏情况任务环境(mission profile)。实际上只有一小部分设备会暴露于最坏情况任务环境。因此，很多半导体电路相对于其实际任务环境被过度设计，这会增加与半导体电路相关联的开发和生产成本。

技术实现思路

[0004]本公开描述了能够评估电路中的老化影响并且在电路出现问题之前预测电路中的未来问题的技术和电路。具体地，电路可以包括寿命模型单元，寿命模型单元可以例如基于加速可靠性模型和与电路相关联的感测数据来估计电路的剩余寿命。所描述的电路和技术可以与被设计用于各种不同电路功能的各种电路一起使用。本公开中描述的技术和电路可以提供预测性警报，该预测性警报可以在功能电路中实际出现问题之前预测未来电路问题。以这种方式，在系统出现实际问题或故障之前，可以标识并且执行系统维护(例如，以更换较大系统内的功能电路)。本公开的电路和技术可以提高设备或系统中(诸如车辆或类似环境中)的安全性和可靠性。
[0005]在一个示例中，本公开描述了一种电路，该电路包括被配置为执行电路功能的电路功能单元；与电路功能单元相关联的一个或多个传感器；以及被配置为估计电路的剩余寿命的寿命模型单元。寿命模型单元可以被配置为：从一个或多个传感器接收传感器数据，并且基于加速可靠性模型和传感器数据估计电路的剩余寿命，其中传感器数据包括到加速可靠性模型的输入。
[0006]在另一示例中，本公开描述了一种方法，该方法包括经由电路的电路功能单元执行电路功能；从与电路功能单元相关联的一个或多个传感器接收传感器数据；以及基于加速可靠性模型和传感器数据估计电路的剩余寿命，其中传感器数据包括到加速可靠性模型的输入。
[0007]在另一示例中，本公开描述了一种系统，该系统包括第一电路、第二电路和系统寿命模型单元。第一电路可以包括被配置为执行第一电路功能的第一电路功能单元；与第一电路功能单元相关联的一个或多个第一传感器；以及被配置为估计第一电路的剩余寿命的第一寿命模型单元。第一寿命模型单元可以被配置为：从一个或多个第一传感器接收第一
传感器数据，并且基于加速可靠性模型和第一传感器数据估计第一电路的剩余寿命，其中第一传感器数据包括到加速可靠性模型的第一输入。第二电路可以包括被配置为执行第二电路功能的第二电路单元；与第二电路功能单元相关联的一个或多个第二传感器；以及被配置为估计第二电路的剩余寿命的第二寿命模型单元。第二寿命模型单元可以被配置为：从一个或多个第二传感器接收第二传感器数据，并且基于加速可靠性模型和第二传感器数据估计第二电路的剩余寿命，其中第二传感器数据包括到加速可靠性模型的第二输入。系统寿命模型单元可以被配置为基于第一电路的剩余寿命的估计和第二电路的剩余寿命的估计来估计系统的剩余寿命。
[0008]一个或多个示例的细节在附图和下面的描述中给出。其他特征、目的和优点将从说明书和附图以及权利要求书中很清楚。
附图说明
[0009]图1是示出根据本公开的示例的电路的框图；
[0010]图2是示出根据本公开的示例的电路的另一框图；
[0011]图3是示出可以在电路或电路封装内实现的传感器和电路寿命模型单元的框图；
[0012]图4是示出电路系统的框图，该电路系统包括若干电路功能单元、若干电路寿命模型单元、以及被配置为估计整个电路系统的剩余电路寿命的系统寿命模型单元；
[0013]图5是设备或系统的框图，该设备或系统包括传感器、多个电路寿命模型单元和设备寿命单元，该设备寿命单元可以基于由多个电路寿命模型单元建模的不同电路的最小剩余寿命来估计设备或系统的剩余寿命；以及
[0014]图6是示出根据本公开的示例的电路的操作的流程图。
具体实施方式
[0015]本公开描述了用于评估电路中的老化效应以及在问题实际发生之前预测电路中的未来问题的技术和电路。特别地，根据本公开，电路可以包括寿命模型单元，该寿命模型单元可以例如基于加速可靠性模型和与电路相关联的感测数据来估计电路的剩余寿命。所描述的技术和电路可以有助于提高较大系统内的电路安全性和可靠性。所描述的电路和技术可以与被设计用于各种不同电路功能的各种电路一起使用。
[0016]本公开的电路和技术可以提高车辆或类似环境中的安全性和可靠性。现代车辆和其他现代设备或系统可以包括大量功能电路，并且监测各种功能电路中的任何一种的健康或操作安全是促进车辆或其他设备或系统的安全性和可靠性所期望的。本文中描述的电路可以依赖于与电路相关联的感测数据和电路的加速可靠性模型，以便估计电路的剩余寿命。
[0017]在一些示例中，本公开中描述的技术和电路可以提供预测性警报，该预测性警报可以在被配置为执行电路功能的功能电路中实际出现问题之前预测电路问题。以这种方式，可以在电路因寿命终止而出现实际问题或故障之前标识并且执行系统维护(例如，以更换系统中的电路)。
[0018]在一些情况下，本公开的用于估计寿命终止的技术和电路可以与检测或监测当前可以存在的实际电路问题的其他技术结合使用。因此，在一些示例中，本公开的技术可以响
应于标识出功能电路的实际存在问题而生成系统警报，并且本公开的技术也可以基于寿命终止分析来生成预测性系统警报，以便预测功能电路的未来问题(例如，以提示系统的预期维护)。
[0019]图1是电路10(例如，集成电路)的框图，电路10包括被配置为执行电路功能的电路功能单元12。电路功能单元12可以包括在较大系统中使用的各种电路中的任何一种。例如，电路功能单元12可以包括被配置为驱动负载的驱动器电路。在另一示例中，电路功能单元12可以包括被配置为执行一个或多个逻辑功能的逻辑电路。在另一示例中，电路功能单元12可以包括被配置为驱动诸如多相电机等电机的电机驱动器。在另一示例中，电路功能单元12可以包括被配置为生成振荡信号的振荡器电路。在另一示例中，电路功能单元12可以包括被配置为移位或改变信号的电压电平的电平移位器电路。在另一示例中，电路功能单元12可以包括被配置为移位信号的相位的相移电路。在另一示例中，电路功能单元12可以包括被配置为提供具有基于输入信号而确定的相位的输出信号的锁相环电路。在另一示例中，电路功能单元12可以包括被配置为将模拟信号转换为数字信号的模数转换器(ADC)电路。在另一示例中，电路功能单元12可以包括被配置为将数字信号转换为模拟信号的数模转换器(DA本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种电路，包括：电路功能单元，被配置为执行电路功能；一个或多个传感器，与所述电路功能单元相关联；以及寿命模型单元，被配置为估计所述电路的剩余寿命，其中所述寿命模型单元被配置为：从所述一个或多个传感器接收传感器数据，以及基于加速可靠性模型和所述传感器数据估计所述电路的所述剩余寿命，其中所述传感器数据包括到所述加速可靠性模型的输入。2.根据权利要求1所述的电路，其中所述一个或多个传感器包括一个或多个温度传感器，并且其中所述传感器数据包括温度数据。3.根据权利要求2所述的电路，其中所述加速可靠性模型包括Coffin
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Manson模型。4.根据权利要求2所述的电路，其中所述加速可靠性模型包括Arrhenius模型。5.根据权利要求1所述的电路，其中所述一个或多个传感器包括一个或多个温度传感器和一个或多个湿度传感器，并且其中所述传感器数据包括温度数据和湿度数据。6.根据权利要求5所述的电路，其中所述加速可靠性模型包括Hallberg
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Peck模型。7.根据权利要求1所述的电路，其中为了估计所述剩余寿命，所述寿命模型单元被配置为：限定与所述传感器数据相关联的事件；以及基于所述事件确定磨损量。8.根据权利要求7所述的电路，其中为了估计所述剩余寿命，所述寿命模型单元被配置为：基于由所述传感器数据限定的所述事件应用所述加速可靠性模型；聚合与所述事件相关联的负担；以及基于所聚合的负担来限定与所述电路相关联的所述磨损量。9.根据权利要求1所述的电路，其中所述电路被配置为响应于所述剩余寿命的估计小于阈值而禁用所述电路。10.根据权利要求1所述的电路，其中所述电路被配置为响应于所述剩余寿命的估计小于阈值而发出警报。11.根据权利要求1所述的电路，其中所述电路功能单元、所述一个或多个传感器和所述寿命模型单元包括电路封装内的单独的电路模块。12.根据权利要求1所述的电路，其中所述电路功能单元包括选自以下各项的一个或多个电路单元：负载驱动器电路；逻辑电路；电机驱动器；振荡器电路；电平移位器电路；相移电路；锁相环电路；模数转换器电路；
数模转换器电路；算术逻辑单元(ALU)；处理器；微控制器；数字信号处理器(DSP)；通信接口电路；数字逻辑电路；状态机；信号处理电路；控制电路；模拟功能电路；传感器；或者存储器电路。13.一种方法，包括：经由电路的电路功能单元执行电路功能；从与所述电路功能单元相关联的一个或多个传感器接收传感器数据；以及基于加速可靠性模型和所述传感器数据估计所述电路的剩余寿命，其中所述传感器数据包括到所述加速可靠性模型的输入。14.根据权利要求13所述的方法，其中所述一个或多个传感器包括一个或多个温度传感器，并且其中所述传感器数据包括温度数据。15.根据权利要求14所述的方法，其中所述加速可靠性模型包括Coffi...

【专利技术属性】
技术研发人员：L，
申请(专利权)人：英飞凌科技股份有限公司，
类型：发明
国别省市：