[發(fā)明專利]一種適用于近似計(jì)算電路可靠性分析方法及系統(tǒng)

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 202010819255.6
• 申請日: 2020-08-14
• 公開（公告）號: CN111985173B
• 公開（公告）日: 2021-09-03
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 王真;王勇;溫蜜
• 申請（專利權(quán)）人: 上海電力大學(xué)
• 主分類號: G06F30/33
• 分類號: G06F30/33;G06F119/02;G06F111/08
• 代理公司: 南京禹為知識產(chǎn)權(quán)代理事務(wù)所(特殊普通合伙) 32272
• 代理人: 朱寶慶

本發(fā)明公開了一種適用于近似計(jì)算電路可靠性分析方法及系統(tǒng)，包括，基于電路中的基本拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)構(gòu)建相關(guān)向量；點(diǎn)乘所述相關(guān)向量獲得基本門的輸入概率矩陣；利用所述輸入概率矩陣基于迭代PTM模型計(jì)算近似電路可靠度。本發(fā)明中提出的相關(guān)向量的結(jié)合緩解了由于扇出重匯聚帶來的相關(guān)性問題，且可用于大規(guī)模電路。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及超大規(guī)模集成電路可靠性分析評估的技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種適用于近似計(jì)算電路可靠性分析方法及系統(tǒng)。

背景技術(shù)

隨著集成電路設(shè)計(jì)技術(shù)的不斷更新與發(fā)展，特征尺寸已經(jīng)接近物理極限，Dennard縮放定律及Moore定律逐漸難以維持，為了持續(xù)滿足高性能計(jì)算的要求降低功耗的意義越來越大。同時(shí)，在許多傳統(tǒng)應(yīng)用和新興應(yīng)用領(lǐng)域，用戶可以接受具有一定差錯(cuò)的輸出結(jié)果，例如多媒體處理、數(shù)字信號處理以及無線通信、圖像渲染、增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)、數(shù)據(jù)挖掘、計(jì)算機(jī)視覺、語音識別、深度神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)、移動計(jì)算和傳感數(shù)據(jù)分析等。隨著移動和嵌入式計(jì)算系統(tǒng)的普及，這些應(yīng)用越來越廣泛。隨著AAC(Approximate Arithmetic Circuit)越來越接近物理實(shí)現(xiàn)，其設(shè)計(jì)實(shí)現(xiàn)過程中將面臨的可靠性問題逐漸成為人們關(guān)注的焦點(diǎn)。在今天的納米科技下，制造工藝的精細(xì)化使得集成電路面臨的主要問題是對工藝偏差、生產(chǎn)缺陷和各類故障的脆弱性。為了保證AAC的可用性，有必要對其在將來物理實(shí)現(xiàn)中面臨制造缺陷和故障的可靠性進(jìn)行分析。

目前，AAC可靠性分析方面的工作尚不完善。已有工作主要聚焦于近似計(jì)算電路的差錯(cuò)特性分析，即與傳統(tǒng)電路的精確輸出相比，分析近似計(jì)算電路的輸出差異，度量近似程度。從研究對象的角度，多數(shù)方法面向近似加法器，少數(shù)面向近似乘法器，另外少量工作不區(qū)分近似計(jì)算電路的計(jì)算功能。從方法屬性的角度，可以分為三類：基于蒙卡仿真分析、建立差錯(cuò)度量指標(biāo)以及分析差錯(cuò)概率。在這些工作中，未能面向電路制造過程中的故障預(yù)測AAC可靠性。實(shí)際上，AAC得到的與傳統(tǒng)電路不同的功能輸出對于某些應(yīng)用程序是可接受的。以AAC的可接受輸出為基準(zhǔn)，預(yù)測物理實(shí)現(xiàn)及使用中的故障對近似計(jì)算電路的影響，從這一嶄新的角度出發(fā)相關(guān)探索還較少。

發(fā)明內(nèi)容

本部分的目的在于概述本發(fā)明的實(shí)施例的一些方面以及簡要介紹一些較佳實(shí)施例。在本部分以及本申請的說明書摘要和發(fā)明名稱中可能會做些簡化或省略以避免使本部分、說明書摘要和發(fā)明名稱的目的模糊，而這種簡化或省略不能用于限制本發(fā)明的范圍。

鑒于上述現(xiàn)有存在的問題，提出了本發(fā)明。

因此，本發(fā)明提供了一種適用于近似計(jì)算電路可靠性分析方法，基于迭代PTM的基本思想，不使用混合編碼，預(yù)測近似計(jì)算電路的可靠性，能夠改善近似計(jì)算電路設(shè)計(jì)，降低測試成本。

為解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明提供如下技術(shù)方案：包括，基于電路中的基本拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)構(gòu)建相關(guān)向量；點(diǎn)乘所述相關(guān)向量獲得基本門的輸入概率矩陣；利用所述輸入概率矩陣基于迭代PTM模型計(jì)算近似電路可靠度。

作為本發(fā)明所述的一種適用于近似計(jì)算電路可靠性分析方法的一種優(yōu)選方案，其中：所述基本拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)包括，扇出、非門、與門、或門、異或門構(gòu)成的連接結(jié)構(gòu)。

作為本發(fā)明所述的一種適用于近似計(jì)算電路可靠性分析方法的一種優(yōu)選方案，其中：所述相關(guān)向量包括，面向近似計(jì)算電路中一對信號端(i，j)，定義其所述相關(guān)向量如下：

CV_i,j＝[C_i＝0,j＝0,C_i＝0,j＝1,C_i＝1,j＝0,C_i＝1,j＝1]

其中C_i＝0,j＝0,C_i＝0,j＝1,C_i＝1,j＝0,C_i＝1,j＝1為i，j對應(yīng)各種信號組合的相關(guān)系數(shù)。