[發(fā)明專利]半導(dǎo)體器件的壽命的動(dòng)態(tài)估算

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201210247691.6
• 申請(qǐng)日: 2005-12-30
• 公開（公告）號(hào): CN102831019A
• 公開（公告）日: 2012-12-19
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: X·韋拉;J·阿韋利亞;O·云薩爾;O·埃爾金;A·岡薩雷斯
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 英特爾公司
• 主分類號(hào): G06F11/00
• 分類號(hào): G06F11/00
• 代理公司: 永新專利商標(biāo)代理有限公司 72002
• 代理人: 鄔少俊;王英

本申請(qǐng)為分案申請(qǐng)，其原申請(qǐng)是2008年5月22日進(jìn)入中國國家階段、國際申請(qǐng)日為2005年12月30日的國際專利申請(qǐng)PCT/ES2005/070188，該原申請(qǐng)的中國國家申請(qǐng)?zhí)柺?00580052138.5，發(fā)明名稱為“半導(dǎo)體器件的壽命的動(dòng)態(tài)估算”。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明的實(shí)施例涉及半導(dǎo)體器件，更具體而言，涉及確定這種器件的預(yù)期壽命。

背景技術(shù)

半導(dǎo)體器件的壽命（即，其無故障工作時(shí)間）的測(cè)量涉及當(dāng)前和未來的工藝，因?yàn)榫w管和其他結(jié)構(gòu)將變得更小，退化得更快。現(xiàn)有的預(yù)測(cè)這種器件的壽命的方法是靜態(tài)方法，其在溫度、電壓和頻率方面針對(duì)整個(gè)器件壽命假設(shè)固定條件。然而，其動(dòng)態(tài)特性可能與所假設(shè)的固定條件相差懸殊。此外，集成電路（IC）內(nèi)的每一資源都在不同的條件下工作，因而對(duì)于不同的資源將產(chǎn)生不同的壽命。

器件壽命一代一代縮短。此外，壽命取決于諸如不同的工作電壓和溫度的實(shí)際工作參數(shù)以及不同技術(shù)的縮放（scaling）趨勢(shì)。這一逐漸縮短的壽命源自若干退化源：電遷移、應(yīng)力遷移、時(shí)間相關(guān)介質(zhì)擊穿（TDDB）、負(fù)偏置溫度不穩(wěn)定性（NBTI）和熱循環(huán)。假設(shè)由這些因素導(dǎo)致的故障率均勻地分布在五個(gè)源上。通常將這一故障率稱為故障時(shí)間比（failures?in?time，F(xiàn)IT），即，10⁹小時(shí)內(nèi)的預(yù)期故障數(shù)量。可以采用FIT值獲得作為1/FIT的平均無故障時(shí)間（MTTF），這是業(yè)內(nèi)通常采用的測(cè)度。對(duì)于任何技術(shù)而言，均可以通過假設(shè)在固定條件（例如，溫度、電壓、頻率和利用率）下穩(wěn)態(tài)運(yùn)行而獲得MTTF。

然而，溫度、電壓、頻率和利用率都會(huì)隨著電路壽命而變化，因而穩(wěn)態(tài)機(jī)制無法準(zhǔn)確預(yù)測(cè)器件的壽命。因此，有必要改進(jìn)壽命測(cè)量。

附圖說明

圖1是根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例的處理器的方框圖；

圖2是根據(jù)本發(fā)明的另一實(shí)施例的處理器的方框圖；

圖3是根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例的方法的流程圖；

圖4是根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例控制資源的流程圖；

圖5是根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例的多處理器系統(tǒng)的方框圖。

具體實(shí)施方式

在各個(gè)實(shí)施例中，可以執(zhí)行對(duì)諸如處理器、存儲(chǔ)器控制器和其他功能單元的半導(dǎo)體器件的剩余壽命的動(dòng)態(tài)估算。可以在每個(gè)器件（例如，集成電路（IC））的基礎(chǔ)上或者在更細(xì)粒度的基礎(chǔ)上進(jìn)行動(dòng)態(tài)壽命估算。例如，在用于處理器的實(shí)施例中，可以在多內(nèi)核處理器中在每個(gè)內(nèi)核的基礎(chǔ)上進(jìn)行壽命估算。此外，在其他實(shí)施方式中，可以在每個(gè)塊的基礎(chǔ)上進(jìn)行壽命估算，例如，在每個(gè)功能單元、高速緩存結(jié)構(gòu)、寄存器堆或者其他塊的基礎(chǔ)上進(jìn)行壽命估算。

壽命估算可以既考慮器件的工作時(shí)間，又考慮器件處于空閑狀態(tài)的時(shí)間。通過這種方式，可以確定剩余壽命的精確估算。如以下將進(jìn)一步討論的那樣，可以按照周期性間隔執(zhí)行對(duì)器件的使用情況或者所謂的里程（mileage）的判斷，從而使壽命估算可以準(zhǔn)確地反映器件的動(dòng)態(tài)工作條件。此外，在各個(gè)間隔處，可以將所確定的里程與器件壽命的靜態(tài)估算進(jìn)行比較。通過這種方式，可以有規(guī)則地判定所估算的剩余壽命。利用這一估算的剩余壽命，可以按照（例如）延長其壽命的方式，或者按照在考慮剩余器件能力的情況下通過控制器件來改善或者延續(xù)其性能的方式對(duì)器件加以控制。

現(xiàn)在參考圖1，其示出根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例的處理器的方框圖。如圖1所示，處理器10可以是具有第一內(nèi)核（即內(nèi)核A）20和第二內(nèi)核（即，內(nèi)核B）30的雙內(nèi)核處理器。盡管在圖1的實(shí)施例中示出了雙內(nèi)核，但是應(yīng)當(dāng)理解，本發(fā)明的范圍不受這樣的限制，在其他實(shí)施例中，單內(nèi)核或者多內(nèi)核處理器也可以利用本發(fā)明的實(shí)施例。

仍然參考圖1，所示出的第一內(nèi)核20包括各種塊，所述塊包括一個(gè)或多個(gè)執(zhí)行單元22、一個(gè)或多個(gè)寄存器堆24以及一個(gè)或多個(gè)高速緩存26。當(dāng)然，指定的內(nèi)核架構(gòu)可以包括額外的塊，例如，存儲(chǔ)器類結(jié)構(gòu)（寄存器堆、高速緩存、隊(duì)列等）和其他組合電路（執(zhí)行單元、解碼邏輯等）。在各個(gè)實(shí)施例中，執(zhí)行單元22可以采取各種形式并且可以例如包括一個(gè)或多個(gè)標(biāo)量處理單元，例如，整數(shù)單元和浮點(diǎn)單元。此外，一個(gè)或多個(gè)單指令多數(shù)據(jù)（SIMD）單元可以連同諸如地址生成單元等其他功能單元一起存在。此外，第一內(nèi)核20包括例如可以為微控制器的控制器28。控制器28可以用于執(zhí)行根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例的動(dòng)態(tài)壽命估算方法。此外，在一些實(shí)施例中，控制器28還可以至少基于所確定的估算剩余壽命控制執(zhí)行單元22的操作，在下文中將對(duì)其做進(jìn)一步討論。