Τεχνικές Αντιμετώπισης Μεταβατικών και Μόνιμων Σφαλμάτων σε Στοιχεία Μνήμης στις Σύγχρονες Νανομετρικές Τεχνολογίες

Ευταξιόπουλος Σαρρής, Νικόλαος

dc.contributor.author	Ευταξιόπουλος Σαρρής, Νικόλαος	el
dc.date.accessioned	2016-09-29T06:20:30Z
dc.date.available	2016-09-29T06:20:30Z
dc.date.issued	2016-09-29
dc.identifier.uri	https://dspace.lib.ntua.gr/xmlui/handle/123456789/43670
dc.identifier.uri	http://dx.doi.org/10.26240/heal.ntua.2346
dc.rights	Default License
dc.subject	αξιοπιστία, ανθεκτικότητα, ακτινοβολία, μνήμες, μανδαλωτές	el
dc.subject	reliability, tolerance, radiation, memories, latches	en
dc.title	Τεχνικές Αντιμετώπισης Μεταβατικών και Μόνιμων Σφαλμάτων σε Στοιχεία Μνήμης στις Σύγχρονες Νανομετρικές Τεχνολογίες	el
heal.type	doctoralThesis
heal.classification	Αξιοπιστία στοιχείων μνήμης	el
heal.language	el
heal.access	free
heal.recordProvider	ntua	el
heal.publicationDate	2016-09-27
heal.abstract	Η συνεχιζόμενη αύξηση της κλίμακας ολοκλήρωσης στις σύγχρονες νανοτεχνολογίες έχει οδηγήσει σε σημαντική βελτίωση της απόδοσης των ολοκληρωμένων κυκλωμάτων. Όμως, τα χαρακτηριστικά των σύγχρονων τεχνολογιών (π.χ. μειωμένες διαστάσεις, χαμηλές τάσεις τροφοδοσίας, χαμηλές παρασιτικές χωρητικότητες) εκτός από τα προφανή πλεονεκτήματα που προσφέρουν (π.χ. ταχύτερη λειτουργία, μικρότερη κατανάλωση ισχύος, μικρότερη επιβάρυνση σε επιφάνεια), έχουν εγείρει σημαντικά προβλήματα αξιοπιστίας στη λειτουργία των ολοκληρωμένων κυκλωμάτων. Αυτά τα προβλήματα οφείλονται κυρίως σε αστοχίες υλικού, μηχανισμούς φυσικής φθοράς/γήρανσης, διακυμάνσεις της κατασκευαστικής διαδικασίας και φαινόμενα που προκαλούνται από εξωγενείς παράγοντες όπως η ακτινοβολία. Η κατηγορία κυκλωμάτων που επηρεάζεται περισσότερο από τα παραπάνω προβλήματα και στην οποία επικεντρωνόμαστε στη διατριβή αυτή είναι τα στοιχεία μνήμης, τα οποία καταλαμβάνουν έως και το 90% της ψηφίδας. Καθώς οι επερχόμενες τεχνολογίες κατασκευής πλησιάζουν στην περιοχή των ελάχιστων νανομέτρων τα προβλήματα αξιοπιστίας διογκώνονται και οι υπάρχουσες τεχνικές αντιμετώπισής τους καθίστανται ανεπαρκείς ειδικά για εφαρμογές καίριας σημασίας, όπως για παράδειγμα αυτές στο χώρο της αυτοκινητοβιομηχανίας, της αεροναυπηγικής, των δορυφορικών συστημάτων και των ιατρικών συσκευών. Τα σφάλματα σε ένα ολοκληρωμένο κύκλωμα κατηγοριοποιούνται ανάλογα με τη διάρκειά τους σε μόνιμα και παροδικά, με τα παροδικά σφάλματα να διαχωρίζονται σε μεταβατικά και διαλείποντα. Στη διατριβή αυτή προτείνουμε τεχνικές που αντιμετωπίζουν τα μόνιμα και μεταβατικά σφάλματα λόγω ακτινοβολίας σε στοιχεία μνήμης, εστιάζοντας όμως στη δεύτερη κατηγορία. Τα στοιχεία μνήμης είναι ιδιαίτερα επιρρεπή σε μεταβατικά σφάλματα λόγω ακτινοβολίας εξαιτίας του βρόχου θετικής ανάδρασης που διαθέτουν, με την ευαισθησία τους να γίνεται μεγαλύτερη όσο οι σύγχρονες νανοτεχνολογίες οδεύουν σε μεγαλύτερες κλίμακες ολοκλήρωσης, καθώς εμφανίζεται όλο και πιο έντονα το φαινόμενο της διαταραχής πολλαπλών κόμβων του κυκλώματος λόγω διαμοιρασμού φορτίου. Στη διατριβή αυτή προτείνονται τεχνολογικά ανεξάρτητες τεχνικές που προστατεύουν στοιχεία μνήμης όπως μανδαλωτές και κύτταρα SRAM από μεταβατικά σφάλματα που οφείλονται σε διαταραχές ενός ή περισσότερων κόμβων του κυκλώματος, με μειωμένη επιβάρυνση σε καθυστέρηση, κατανάλωση ισχύος και επιφάνεια. Οι κύριες τεχνικές που εφαρμόζονται είναι ο πλεονασμός της πληροφορίας και ο έλεγχος του βρόχου θετικής ανάδρασης των στοιχείων μνήμης ώστε να διακόπτεται η διάδοση των διαταραχών. Επίσης γίνεται χρήση σύγχρονων τεχνολογιών με σκοπό τη μείωση των επιβαρύνσεων που εισάγουν υπάρχοντα κύτταρα μνήμης ανθεκτικά σε ακτινοβολία. Για την αντιμετώπιση των μόνιμων σφαλμάτων επιχειρείται η βελτιστοποίηση μιας τεχνικής Built-In Self-Repair, ενώ ταυτόχρονα προτείνεται μια αρχιτεκτονική SRAM που μπορεί να αντιμετωπίσει τόσο μόνιμα όσο και μεταβατικά σφάλματα.	el
heal.advisorName	Πεκμεστζή, Κιαμάλ	el
heal.committeeMemberName	Πεκμεστζή, Κιαμάλ	el
heal.committeeMemberName	Σούντρης, Δημήτριος	el
heal.committeeMemberName	Οικονομάκος, Γεώργιος	el
heal.committeeMemberName	Τσιατούχας, Γεώργιος	el
heal.committeeMemberName	Αραπογιάννη, Αγγελική	el
heal.committeeMemberName	Νικολός, Δημήτριος	el
heal.committeeMemberName	Γκιζόπουλος, Δημήτριος	el
heal.academicPublisher	Σχολή Ηλεκτρολόγων Μηχανικών και Μηχανικών Υπολογιστών	el
heal.academicPublisherID	ntua
heal.fullTextAvailability	true