內容簡介
本書系統闡述了軟錯誤發生的複雜物理過程，全書共分為10章。主要介紹了軟錯誤研究歷史和未來發展趨勢； 單粒子效應發生機制與分類；JEDEC標準；門級建模與仿真；電路級和系統級單粒子效應建模與仿真；硬體故障注入；採用加速測試與錯誤率預估技術，評估驗證面向空間或地面環境的積體電路；電路級軟錯誤抑制技術；軟體級軟錯誤抑制技術；高可靠電子系統軟錯誤性能的技術指標與驗證方法。全書總結了過去，預測了未來趨勢，闡述了單粒子的翻轉物理機制、建模、軟錯誤抑制技術以及業界和學界的研究成果。
目 錄
第1章 天地間的軟錯誤： 歷史回顧、 實驗證據和未來趨勢
1.1 介紹
1.2 歷史
1.3 電子系統中的軟錯誤
1.4 等比例縮小對於軟錯誤的影響
1.4.1 SRAM軟錯誤率的變化趨勢
1.4.2 DRAM軟錯誤率的變化趨勢
1.4.3 鎖存器和觸發器的軟錯誤率
1.4.4 組合邏輯電路軟錯誤率
1.4.5 單粒子閂鎖變化趨勢
1.4.6 未來趨勢
1.5 結論
參考文獻
第2章 單粒子效應： 機理和分類
2.1 介紹
2.2 背景環境、 作用機理及反衝能量損失
2.2.1 自然輻照環境
2.2.2 中子和物質的相互作用： 產生高能反衝物
2.2.3 反衝物： 離化和射程
2.2.4 電離
2.2.5 結論
2.3 電子元器件和系統中的單粒子效應
2.3.1 單粒子效應定義
2.3.2 軟錯誤率
2.3.3 臨界電荷標準
2.3.4 電路仿真中的電流脈衝描述
2.4 器件敏感度
2.4.1 單粒子瞬態
2.4.2 單粒子翻轉
2.4.3 SRAM和DRAM中的多位翻轉和多單元翻轉
2.4.4 單粒子功能中斷
2.4.5 單粒子事件閂鎖
2.5 結論
參考文獻
第3章 JEDEC標準： 用於測試和報告α粒子和地表宇宙射線引起的軟錯誤
3.1 介紹
3.1.1 JESD89系列標準的意義
3.1.2 術語和定義
3.1.3 標準所涵蓋的器件
3.1.4 報告要求
3.2 加速α粒子軟錯誤率測試（參見JESD89A第四部分和JESD892A）
3.2.1 α粒子能譜和發射率（參見JESD89A 附錄D）
3.2.2 α粒子源的選擇（參見JESD89A 5.4.1節和JESD892A 4.2.2.1節）
3.2.3 封裝和制樣（參見JESD89A 5.3節和5.4.5節以及JESD892A 4.4節）
3.2.4 外推加速失效率至現場使用環境（參見JESD89A 5.6.4節）
3.2.5 加速α粒子測試的優勢和局限性
3.3 加速高能中子測試（參見JESD89A第六部分和JESD893A）
3.3.1 地球環境高能中子注量與能譜（參見JESD89A 6.6.2.4節）
3.3.2 基於參考譜外推至其他位置和條件（參見JESD89A附錄A.3）
3.3.3 測試裝置（參見JESD89A 6.2節）
3.3.4 封裝、 制樣和次級離子效應（參見JESD893A 5.4節和附錄A）
3.3.5 束流特性（參見JESD89A 6.5節）
3.3.6 單一能量束流下的軟錯誤率（參見JESD89A 6.6節）
3.3.7 基於寬譜中子束流的軟錯誤率（參見JESD89A 6.6.2.4節）
3.3.8 加速高能中子測試的優點和局限性
3.4 加速熱中子軟錯誤率測試
3.4.1 背景（參見JESD89A 7.1節）
3.4.2 熱中子譜(參見JESD89A附錄A.4)
3.4.3 封裝和制樣（參見JESD89A 7.3節）
3.4.4 熱中子源的選擇、 校準和禁止效應（參見JESD89A 7.4節）
3.4.5 單粒子翻轉截面和單粒子翻轉率（參見JESD89A 7.6.2節）
3.4.6 加速熱中子測試的優勢和局限性
3.5 實時（非加速）軟錯誤率測試
3.5.1 測試方法目標
3.5.2 大樣本和長時間測試
3.5.3 區分α粒子和中子對於軟錯誤率的影響
3.5.4 高空測試以增加中子對軟錯誤率的影響
3.5.5 建築物的禁止效應（參見JESD89A附錄A.5）
3.5.6 最小FIT和置信度（參見JESD89A附錄C）
3.5.7 實時測試的優點和局限性
3.6 結論
參考文獻
第4章 門級建模和仿真
4.1 介紹
4.2 基於核反應的蒙特卡羅選擇和器件仿真， 從核互動到瞬態電流計算
4.2.1 中子/物質核反應資料庫
4.2.2 次級離子引發的瞬態電流
4.2.3 舉例： 高能中子在SRAM中引發的單粒子翻轉和多單元翻轉
4.3 邏輯門電路SET和SEMT蒙特卡羅仿真
4.3.1 單個粒子引起多個瞬態電流
4.3.2 拓撲描述和工藝描述
4.3.3 核反應實例
4.3.4 瞬態脈衝計算
4.3.5 電流脈衝統計
4.4 時序電路和組合電路的軟錯誤評估SPICE分析方法學
4.4.1 精簡的瞬態電流分析
4.4.2 敏感結點列表
4.4.3 自動化多瞬態電流仿真
4.4.4 結果分析
4.4.5 以反相器為例
4.4.6 多瞬態故障注入結果
4.5 結論
參考文獻
第5章 電路級和系統級的單粒子效應建模與仿真
5.1 介紹
5.2 定義目標對象
5.2.1 單粒子效應模型和度量
5.2.2 功能失效
5.2.3 電路表征和抽象級別
5.3 SEE分析方法和概念
5.3.1 定量SEE分析
5.3.2 電學降額
5.3.3 時序降額
5.3.4 邏輯降額
5.3.5 功能降額
5.4 動態SEE分析
5.4.1 綜述
5.4.2 門級網表SEE仿真
5.4.3 行為級/RTL/HLS SEE仿真
5.5 靜態SEE分析
5.5.1 綜述
5.5.2 門級
5.5.3 行為級/RTL級
5.5.4 架構/模組
5.6 結論
參考文獻
第6章 硬體故障注入
6.1 介紹
6.2 硬體故障注入技術
6.2.1 物理故障注入
6.2.2 邏輯故障注入
6.2.3 基於電路仿真的邏輯故障注入
6.3 故障注入系統
6.3.1 工作負載
6.3.2 故障列表
6.3.3 故障分類
6.3.4 結果分析
6.3.5 通信
6.4 故障注入最佳化
6.4.1 自動仿真
6.4.2 故障評估進程
6.4.3 狀態恢復
6.4.4 早期故障分類
6.4.5 嵌入式存儲器
6.5 結論
參考文獻
第7章 用於空間和地面套用的積體電路的鑑定： 加速實驗和錯誤率預測
7.1 介紹
7.2 輻射產生單粒子效應及其對積體電路的影響
7.3 加速實驗： 方法和相關的結果
7.3.1 截面的概念
7.3.2 靜態和動態的SEU試驗方法
7.4 實驗設施： 重離子、 中子、 質子加速器和雷射
7.4.1 重離子
7.4.2 質子
7.4.3 中子
7.4.4 微束和雷射
7.5 需求的實驗平台和通用實驗平台的描述
7.5.1 介紹
7.5.2 ASTERICS實驗平台
7.6 地面輻照實驗： 案例研究
7.6.1 SRAM存儲器
7.6.2 處理器和微控制器
7.6.3 SRAM型現場可程式門陣列（FPGA）
7.7 針對處理器架構的動態截面預測的硬體/軟體故障注入方法： 案例研究
7.8 結論
參考文獻
第8章 電路級軟錯誤抑制技術
8.1 介紹
8.2 存儲器中軟錯誤的加固設計
8.2.1 1位糾錯2位檢錯碼
8.2.2 消除ECC保護存儲器的速度代價
8.2.3 ECC與非標準存儲器
8.3 CRC碼
8.4 里德所羅門碼
8.4.1 編碼
8.4.2 校正子計算
8.5 使用內置電流感測器保護存儲器
8.6 抑制邏輯電路中的錯誤
8.6.1 加固存儲單元
8.6.2 抑制SET
8.7 結論
參考文獻
第9章 軟體級軟錯誤抑制技術
9．1 介紹
9.2 影響數據的錯誤
9.2.1 運算複製
9.2.2 進程級複製
9.2.3 程式級複製
9.2.4 可執行的判斷
9.3 影響執行流程的故障
9.3.1 背景
9.3.2 ECCA
9.3.3 CFCSS
9.3.4 YACCA
9.3.5 CEDA
9.4 容錯
9.4.1 設計多樣性
9.4.2 檢查點
9.4.3 基於算法的容錯
9.4.4 複製
9.5 結論
參考文獻
第10章 可靠電子系統的軟錯誤性能的規範與驗證
10.1 介紹
10.2 系統軟錯誤的規範
10.2.1 網際網路核心網路的要求
10.2.2 構建規範
10.3 設計一個滿足規範的系統
10.3.1 存儲器
10.3.2 觸發器
10.3.3 模型的結果
10.4 軟錯誤的性能驗證
10.5 結論
參考文獻
