[發明專利]一種基于多模型協同的數模混合電路設備可靠性預計方法

有效

• 申請號: 202211269128.9
• 申請日: 2022-10-17
• 公開（公告）號: CN115510718B
• 公開（公告）日: 2023-05-02
• 發明（設計）人: 陳岑;孫祺森;蔣威鈞;王知非;張笑生;葉雪榮;翟國富
• 申請（專利權）人: 哈爾濱工業大學
• 主分類號: G06F30/23
• 分類號: G06F30/23;G06F18/23213;G06F119/02;G06F111/08
• 代理公司: 哈爾濱龍科專利代理有限公司 23206
• 代理人: 馮建

本發明公開了一種基于多模型協同的數模混合電路設備可靠性預計方法，所述方法包括如下步驟：S1、建立適用于可靠性預計的數模混合電路設備電、熱耦合數字樣機模型；S2、基于數字樣機模型，分析數模混合電路設備電子元器件失效模式、失效機理，確定可靠性薄弱的電子元器件及其失效物理模型；S3、建立融合性能退化和功能失效的數模混合電路設備可靠性預計模型，基于蒙特卡洛及電熱耦合仿真法求解得到給定預計工作環境應力及故障判據對應的可靠度曲線。本發明能夠解決數模混合電路電子設備電路仿真建模、電子元器件退化與失效行為模擬、電熱耦合下同時考慮電子元器件功能失效與性能退化的可靠性預計困難的問題。

技術領域

本發明涉及一種電子設備可靠性預計方法，具體涉及一種基于多模型協同的數模混合電路設備可靠性預計方法。

背景技術

隨著電子設備小型化和多功能化，現代電子設備正向高速、高密度、高集成度和高可靠性的方向發展，包含FPGA、SRAM等數字芯片及模擬器件的混合電路的電子設備所占的比重越來越大。目前，數字電路與模擬電路通常使用不同的專業軟件進行仿真，數字與模擬混合電路仿真難度大，基于數字樣機模型的數模混合電路設備可靠性預計困難。此外，缺乏多物理場下同時考慮電子元器件功能失效與性能退化的數模混合電路可靠性預計方法，使得目前仍不能夠準確地對數模混合電路電子設備可靠性進行預計。

發明內容

針對上述技術問題，本發明提供了一種基于多模型協同的數模混合電路設備可靠性預計方法，該方法能夠實現針對數模混合電路設備考慮性能退化和功能失效的可靠性預計。

本發明的目的是通過以下技術方案實現的：

一種基于多模型協同的數模混合電路設備可靠性預計方法，包括如下步驟：

步驟S1、建立適用于可靠性預計的數模混合電路設備電、熱耦合數字樣機模型；

步驟S2、基于步驟S1建立的數字樣機模型，分析數模混合電路設備電子元器件失效模式、失效機理，確定可靠性薄弱的電子元器件及其失效物理模型；

步驟S3、結合步驟S1建立的數字樣機模型和步驟S2確定的可靠性薄弱電子元器件的失效物理模型，建立融合性能退化和功能失效的數模混合電路設備可靠性預計模型，基于蒙特卡洛及電熱耦合仿真法求解得到給定預計工作環境應力及故障判據對應的可靠度曲線。

相比于現有技術，本發明具有如下優點：

本發明能夠解決數模混合電路電子設備電路仿真建模、電子元器件退化與失效行為模擬、電熱耦合下同時考慮電子元器件功能失效與性能退化的可靠性預計困難的問題。

附圖說明

圖1是實施例中的數模混合電路設備可靠性預計方法的流程圖；

圖2是實施例中數模混合電路設備結構示意圖；

圖3是實施例中設備電學模型熱學模型建立及仿真結果示意圖；

圖4是實施例中元器件靈敏度分析示意圖；

圖5是實施例中元器件功能失效故障樹分析示意圖；

圖6是實施例中數字信號性能退化模擬建模示意圖；

圖7是實施例中IBIS模型輸出緩沖區等效電路；

圖8是實施例中電阻性能退化與功能失效仿真數據生成示意圖。

具體實施方式

下面結合附圖對本發明的技術方案作進一步的說明，但并不局限于此，凡是對本發明技術方案進行修改或者等同替換，而不脫離本發明技術方案的精神和范圍，均應涵蓋在本發明的保護范圍中。

本發明提供了一種基于多模型協同的數模混合電路設備可靠性預計方法，如圖1所示，包括如下步驟：