标题所反映的知识点是关于如何提高集成电路(尤其是纳米级工艺下)在面临辐射导致的瞬态故障(软错误)时的可靠性。具体而言,标题中提到的“容软错误的电路选择性加固技术”说明研究的焦点在于如何设计电路加固方案来容忍或抵抗软错误的影响。
描述中进一步说明了针对软错误的两种主要诱因SEU(单事件翻转)和SET(单事件瞬态),提出了相应的加固策略。这里提到的加固方案是一种“选择性加固”,意味着并非对所有电路元件进行加固,而是优先加固那些对整体电路容错性能影响最大的关键时序单元,以达到以最小的开销代价换取最大的容错性能提升。
从标签“软错误”可以看出,整个研究和讨论都围绕着软错误的概念,这是理解文章的关键词汇。
在部分内容中,详细描述了软错误的来源和影响,以及为何软错误成为现代集成电路设计中不可忽视的问题。例如,文章指出,随着集成电路特征尺寸的减小和供电电压的降低,以往认为不会对地面集成电路产生影响的低能量粒子,现在也可能对集成电路的正常运行构成威胁。因此,研究提出了设计容错时序单元RHBD-DFF(Radiation Hardened by Design-D Flip-Flop)作为一种新型加固方案,以屏蔽SEU和SET带来的影响,确保电路的可靠性。
文章还提及了软错误对现代计算机系统的影响,指出软错误是导致系统失效的主要原因,因此它对高数据完整性和可靠性要求的系统尤为关键。此外,由于空间辐射导致的瞬态故障问题不再局限于航空航天领域,它对地面VLSI(Very Large Scale Integration)设计构成了严重威胁。
研究中还提出了在加固原始时序单元时,必须考虑开销限制,这包括面积开销和性能开销。研究者提出了一种基于开销限制前提的选择性加固关键单元的策略,这种方法通过精确地加固那些对整体电路性能影响最大的关键时序单元,从而在保持性能的前提下实现低开销、高容错性能的目标。
在现实世界的应用中,例如在航天航空、军事、工业控制系统等领域,以及任何需要高可靠性的环境中,这一研究具有重大的意义。在这些领域,由于运行环境的特殊性,设备可能暴露在高辐射环境中,因此,电路的容错设计至关重要。
这篇文章深入探讨了软错误对纳米级工艺集成电路的影响,提出了针对SEU和SET两种诱因的新型加固方案,并讨论了如何在保证电路性能的同时控制加固成本。这些内容不仅丰富了我们对集成电路容错技术的认识,也为工程师们提供了一种有效的设计思路,以提升未来电子设备的可靠性和鲁棒性。