一种计算机寿命监测方法及系统技术方案

本发明专利技术公开了一种计算机寿命监测方法及系统，涉及计算机技术领域，该方法包括：比较零时刻上电初始值和当前上电初始值，确定当前时刻发生变化的存储位元的数量得到当前变化数量；基于当前变化数量和静态噪声容限累计分布函数计算当前时刻SRAM器件中存储位元在老化前后静态噪声容限的变化量，得到当前容限变化量；当前容限变化量表征计算机中SRAM器件在当前时刻的老化状况；基于当前容限变化量和比值函数表达式计算当前时刻计算机中其他部件在老化前后电路中路径延迟的变化量，得到当前延迟变化量；当前延迟变化量表征计算机中其他部件在当前时刻的老化状况。本发明专利技术无需借助额外的传感器，且能提高计算机寿命监测的准确性。且能提高计算机寿命监测的准确性。且能提高计算机寿命监测的准确性。

【技术实现步骤摘要】
一种计算机寿命监测方法及系统


[0001]本专利技术涉及计算机
，特别是涉及一种计算机寿命监测方法及系统。

技术介绍

[0002]现代电子计算机采用集成电路作为主要器件。偏置温度不稳定性(Bias Temperature Instability，BTI)是集成电路中较为普遍且影响较大的老化效应。对于45纳米及以下集成电路工艺制程，高介电常数金属栅极技术的使用，在实现了更小的晶体管尺寸以及更低功耗的同时，也使集成电路面临的BTI老化效应急剧增大，影响计算机的寿命。不可预知的老化会导致计算机中关键部件的失效和重要数据的丢失，造成不可估量的损失。
[0003]计算机寿命的监测存在以下难点。首先，老化造成的逻辑错误在计算机长时间运行后暴露，被称为隐藏错误，无法在计算机出厂时进行测试与排查。其次，老化速度由工作电压、环境温度、运行的程序等因素决定，其中许多因素根据计算机应用场景、使用情况等的不同，差异较大，导致不同计算机的寿命情况存在明显差异。因此，在计算机实际运行过程中，对寿命进行实时监测很有必要。
[0004]为了实时监测计算机的寿命，工程师们提出了在计算机关键芯片中加入软错误监测传感器，并在感知到电路老化引起软错误后，发出警告信号。然而，对已完成设计或已量产的计算机或计算机芯片，很难在后期加入软错误监测传感器。另一种寿命监测传感器在物理上与计算机相互独立，但在时间上与计算机同时运行。然而，这种寿命传感器无法感知计算机中工作电压、运行的程序等因素的变化，寿命监测的准确度低。

技术实现思路
/>[0005]基于此，本专利技术实施例提供一种计算机寿命监测方法及系统，无需借助额外的传感器，并能够根据计算机实际运行状况准确地反映老化状况，提高计算机寿命监测的准确性。
[0006]为实现上述目的，本专利技术实施例提供了如下方案：
[0007]一种计算机寿命监测方法，包括：
[0008]获取计算机在零时刻SRAM器件中各个存储位元的上电初始值，得到零时刻上电初始值；所述零时刻为计算机初次上电开机的时刻；
[0009]获取计算机在当前时刻SRAM器件中各个存储位元的上电初始值，得到当前上电初始值；所述当前时刻为所述零时刻之后的时刻；
[0010]比较所述当前上电初始值和所述零时刻上电初始值，确定当前时刻上电初始值发生变化的存储位元的数量，得到当前变化数量；
[0011]基于所述当前变化数量和静态噪声容限累计分布函数计算当前时刻SRAM器件中存储位元在老化前后静态噪声容限的变化量，得到当前容限变化量；所述当前容限变化量用于表征计算机中SRAM器件在当前时刻的老化状况；
[0012]基于所述当前容限变化量和比值函数表达式计算当前时刻计算机中目标部件在老化前后电路中路径延迟的变化量，得到当前延迟变化量；所述当前延迟变化量用于表征计算机中目标部件在当前时刻的老化状况；
[0013]其中，所述函数表达式表示概率与变化量比值之间的关系；所述概率包括：执行不同程序和计算不同数据时，所述SRAM器件和所述目标部件之间传输的数据中各二进制位为逻辑1的概率；所述变化量比值为路径延迟的变化量与态噪声容限的变化量的比值；所述目标部件为所述计算机中除所述SRAM器件之外的任一部件。
[0014]可选地，基于所述当前变化数量和静态噪声容限累计分布函数计算当前时刻SRAM器件中存储位元在老化前后静态噪声容限的变化量，得到当前容限变化量，具体包括：
[0015]采用计算机电路模拟仿真软件确定静态噪声容限累计分布函数；所述静态噪声容限累计分布函数表示静态噪声容限与分布概率之间的关系；
[0016]确定所述静态噪声容限累计分布函数的反函数；
[0017]将当前变化数量与SRAM器件所有存储位元的数量的比值代入所述反函数中进行求解，得到当前容限变化量。
[0018]可选地，基于所述当前容限变化量和比值函数表达式计算当前时刻计算机中目标部件在老化前后电路中路径延迟的变化量，得到当前延迟变化量，具体包括：
[0019]采用计算机电路模拟仿真软件确定比值函数表达式；
[0020]在执行当前时刻的程序和计算当前时刻的数据时，计算所述SRAM器件和所述目标部件之间传输的数据中各二进制位为逻辑1的概率，得到当前概率值；
[0021]将所述当前概率值代入比值函数表达式中，得到当前变化量比值；
[0022]将所述当前容限变化量和所述当前变化量比值求乘积，得到当前延迟变化量。
[0023]可选地，采用计算机电路模拟仿真软件确定静态噪声容限累计分布函数，具体包括：
[0024]对于任一存储位元，获取所述存储位元在存储逻辑1状态下的静态噪声容限，得到第一静态噪声容限，获取所述存储位元在存储逻辑0状态下的静态噪声容限，得到第二静态噪声容限；
[0025]对于任一存储位元，计算所述第一静态噪声容限和所述第二静态噪声容限的差，得到容限差值；
[0026]统计所述SRAM器件中所有存储位元的容限差值，建立静态噪声容限累计分布函数。
[0027]可选地，在执行当前时刻的程序和计算当前时刻的数据时，计算所述SRAM器件和所述目标部件之间传输的数据中各二进制位为逻辑1的概率，得到当前概率值，具体包括：
[0028]在执行当前时刻的程序和计算当前时刻的数据时，采用数据累加器对所述SRAM器件和所述目标部件之间传输的数据中的每一二进制位进行单独累加，得到各二进制位的累加结果；
[0029]在执行当前时刻的程序和计算当前时刻的数据时，采用数据计数器计算所述SRAM器件和所述目标部件之间传输的数据的数量，得到当前数据量；
[0030]计算每一二进制位的累加结果与所述当前数据量的比值，得到当前时刻每一二进制位为逻辑1的概率；所述当前概率值包括：当前时刻各二进制位为逻辑1的概率。
[0031]本专利技术还提供了一种计算机寿命监测系统，包括：
[0032]第一获取模块，用于获取计算机在零时刻SRAM器件中各个存储位元的上电初始值，得到零时刻上电初始值；所述零时刻为计算机初次上电开机的时刻；
[0033]第二获取模块，用于获取计算机在当前时刻SRAM器件中各个存储位元的上电初始值，得到当前上电初始值；所述当前时刻为所述零时刻之后的时刻；
[0034]变化数量确定模块，用于比较所述当前上电初始值和所述零时刻上电初始值，确定当前时刻上电初始值发生变化的存储位元的数量，得到当前变化数量；
[0035]容限变化计算模块，用于基于所述当前变化数量和静态噪声容限累计分布函数计算当前时刻SRAM器件中存储位元在老化前后静态噪声容限的变化量，得到当前容限变化量；所述当前容限变化量用于表征计算机中SRAM器件在当前时刻的老化状况；
[0036]延迟变化计算模块，用于基于所述当前容限变化量和比值函数表达式计算当前时刻计算机中目标部件在老化前后电路中路径延迟的变化量，得到当前延迟变化量；所述当前延迟变化量用于表征计算本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种计算机寿命监测方法，其特征在于，包括：获取计算机在零时刻SRAM器件中各个存储位元的上电初始值，得到零时刻上电初始值；所述零时刻为计算机初次上电开机的时刻；获取计算机在当前时刻SRAM器件中各个存储位元的上电初始值，得到当前上电初始值；所述当前时刻为所述零时刻之后的时刻；比较所述当前上电初始值和所述零时刻上电初始值，确定当前时刻上电初始值发生变化的存储位元的数量，得到当前变化数量；基于所述当前变化数量和静态噪声容限累计分布函数计算当前时刻SRAM器件中存储位元在老化前后静态噪声容限的变化量，得到当前容限变化量；所述当前容限变化量用于表征计算机中SRAM器件在当前时刻的老化状况；基于所述当前容限变化量和比值函数表达式计算当前时刻计算机中目标部件在老化前后电路中路径延迟的变化量，得到当前延迟变化量；所述当前延迟变化量用于表征计算机中目标部件在当前时刻的老化状况；其中，所述函数表达式表示概率与变化量比值之间的关系；所述概率包括：执行不同程序和计算不同数据时，所述SRAM器件和所述目标部件之间传输的数据中各二进制位为逻辑1的概率；所述变化量比值为路径延迟的变化量与态噪声容限的变化量的比值；所述目标部件为所述计算机中除所述SRAM器件之外的任一部件。2.根据权利要求1所述的计算机寿命监测方法，其特征在于，基于所述当前变化数量和静态噪声容限累计分布函数计算当前时刻SRAM器件中存储位元在老化前后静态噪声容限的变化量，得到当前容限变化量，具体包括：采用计算机电路模拟仿真软件确定静态噪声容限累计分布函数；所述静态噪声容限累计分布函数表示静态噪声容限与分布概率之间的关系；确定所述静态噪声容限累计分布函数的反函数；将当前变化数量与SRAM器件所有存储位元的数量的比值代入所述反函数中进行求解，得到当前容限变化量。3.根据权利要求1所述的计算机寿命监测方法，其特征在于，基于所述当前容限变化量和比值函数表达式计算当前时刻计算机中目标部件在老化前后电路中路径延迟的变化量，得到当前延迟变化量，具体包括：采用计算机电路模拟仿真软件确定比值函数表达式；在执行当前时刻的程序和计算当前时刻的数据时，计算所述SRAM器件和所述目标部件之间传输的数据中各二进制位为逻辑1的概率，得到当前概率值；将所述当前概率值代入比值函数表达式中，得到当前变化量比值；将所述当前容限变化量和所述当前变化量比值求乘积，得到当前延迟变化量。4.根据权利要求2所述的计算机寿命监测方法，其特征在于，采用计算机电路模拟仿真软件确定静态噪声容限累计分布函数，具体包括：对于任一存储位元，获取所述存储位元在存储逻辑1状态下的静态噪声容限，得到第一静态噪声容限，获取所述存储位元在存储逻辑0状态下的静态噪声容限，得到第二静态噪声容限；对于任一存储位元，计算所述第一静态噪声容限和所述第二静态噪声容限的差，得到
容限差值；统计所述SRAM器件中所有存储位元的容限差值，建立静态噪声容限累计分布函数。5.根据权利要求3所述的计算机寿命监测方法，其特征在于，在执行当前时刻的程序和计算当前时刻的数据时，计算所述SRAM器件和所述目标部件之间传输的数据中各二进制位为逻辑1的概率，得到当前概率值，具体包括：在执行当前时刻的程序和计算当前时刻的数据时，采用数据累加器对所述SRAM器件和所述目标部件之间传输的数据中的每一二进制位进行单独累加，得到各二进制位的累加结果；在执行当前时刻的程序和计算当前时刻的数据时，采用数据计数器计算所述SRAM器件和所述目标部件之间传输的数据的数量，得到当前数据量；计算每一二进制位的累加结果与所述当前数据量的比值，得到当前时刻每一二进制位为逻辑1的概率；所述当前概率值包括：当前时刻各二进制位为逻辑1的概率。6.一种计算机寿命监测...

【专利技术属性】
技术研发人员：段圣宇，赛高乐，曹晨红，
申请(专利权)人：上海大学，
类型：发明
国别省市：