工控摘要：為了避免NBTI效應(yīng)，近日，瑞薩電子開發(fā)出了可抑制SRAM老化引起的故障的技術(shù)，該技術(shù)可用于車載用途等預(yù)計(jì)要使用10年以上的系統(tǒng)LSI。
　　
　　NBTI（負(fù)偏置溫度不穩(wěn)定性）效應(yīng)，也就是因PMOS晶體管劣化等原因造成的SRAM的故障率會(huì)隨著時(shí)間的推移而提高的現(xiàn)象。這種現(xiàn)象也會(huì)發(fā)生在制造時(shí)為合格產(chǎn)品的SRAM上。由于以前設(shè)計(jì)SRAM時(shí)只預(yù)測到10年后的變化，因此無法對(duì)運(yùn)行速度及耗電量進(jìn)行優(yōu)化。而且，還存在使用期限超過設(shè)計(jì)期限后會(huì)突然發(fā)生故障的問題。
　　
　　瑞薩此次采用了三大技術(shù)。*項(xiàng)是增大SRAM的讀取電壓的“1”和“0”之差，被稱為“運(yùn)行冗余擴(kuò)大設(shè)計(jì)”的電路技術(shù)，由此控制字線和單元偏壓。第二項(xiàng)是故障預(yù)測技術(shù)，通過在SRAM運(yùn)行過程中實(shí)施模擬加速試驗(yàn)，來確認(rèn)不會(huì)發(fā)生故障。試驗(yàn)過程中會(huì)暫時(shí)保存SRAM的數(shù)據(jù)。如果在試驗(yàn)中發(fā)生故障，便會(huì)認(rèn)為不久的將來在正常運(yùn)行時(shí)也會(huì)發(fā)生故障，這樣便可向系統(tǒng)及用戶報(bào)警。第三項(xiàng)是故障回避技術(shù)。如果利用故障預(yù)測技術(shù)預(yù)測到會(huì)發(fā)生故障，就會(huì)通過與*項(xiàng)技術(shù)相同的控制來擴(kuò)大運(yùn)行冗余。這樣便可大幅減輕發(fā)生致命性故障的概率。
　　
　　該技術(shù)幾年前就開始開發(fā)，此次使用評(píng)測板卡進(jìn)行了演示。演示中將SRAM作為液晶顯示器的幀緩存器使用。演示結(jié)果表明，如果不采用這種故障抑制技術(shù)，SRAM的運(yùn)行故障會(huì)導(dǎo)致顯示混亂，而采用該技術(shù)的話，則能夠正常顯示。
　　
　　要采用該技術(shù)，必須使SRAM的容量擴(kuò)大0.5%左右，要追加用于控制的2.5萬個(gè)門電路或者30KB～40KB軟件。
　　
　　在瑞薩展區(qū)，該公司還在使汽車的發(fā)動(dòng)機(jī)控制電路與駕駛動(dòng)作聯(lián)動(dòng)進(jìn)行模擬的系統(tǒng)中采用了故障抑制技術(shù)，并展示了其效果。不過，該系統(tǒng)采用的故障抑制技術(shù)與前面提到的技術(shù)雖然目的相同但實(shí)現(xiàn)方法不同。使用的SRAM并非普通的6晶體管型，而是14晶體管型，這是神戶大學(xué)為抑制故障而開發(fā)的結(jié)構(gòu)。
　　
　　瑞薩利用模擬系統(tǒng)重現(xiàn)了發(fā)動(dòng)機(jī)控制電路受到鐵路道口發(fā)出的噪聲的影響，導(dǎo)致SRAM發(fā)生故障，使發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速無法提高的現(xiàn)象。日立制作所也參與了模擬技術(shù)的開發(fā)。