قابلیت اطمینان مدارهای دیجیتال با استفاده از گراف‌های سیگنال گذر احتمالاتی

کوچک‌شدن ابعاد ترانزیستورها سبب افزایش قابلیت‌های متعدد مدارهای دیجیتال شده ولی آسیب‌پذیری آنها را در برابر خطاهای گذرا بیشتر کرده‌است. بنابراین تعیین نقاط حساس مدارهای دیجیتال در نقاط مختلف مدار از موارد ضروری در طراحی مدارهای دیجیتال به‌ویژه در فناوری‌های جدید چند نانومتری می‌باشد. از سوی دیگر افزایش تعداد گیت‌های مدارهای دیجیتال و تنوع خطاهای گذرا در آنها همراه با نحوه انتشار خطا در مدار، موجب می‌شود تا برآورد آسیب‌پذیری در برابر خطاهای گذرا بسیار پیچیده باشد. علاوه‌بر دقت محاسبات، موضوعاتی از قبیل مقیاس‌پذیری روش، پیچیدگی محاسباتی، زمان محاسبه و حافظه مصرفی نیز باید در نظر گرفته شوند. در این مقاله، ابتدا مفهوم گراف‌های گذر سیگنال احتمالاتی معرفی می‌شود و سپس روشی نوین برای تحلیل آن‌ها پیشنهاد می‌شود که ضمن حفظ دقت، از سرعت محاسبه و مقیاس‌پذیری بالایی برخوردار است. تحلیل احتمالاتی مسیرهای بازهمگرا1،  استفاده از روش تکرار نقطه ثابت و به‌کارگیری ماتریس‌های تُنُک2 از ویژگی‌های خاص روش پیشنهادی می‌باشد. با استفاده از روش پیشنهادی، قابلیت اطمینان مدارهای دارای فیدبک و مدارهای ترتیبی نیز مورد ارزیابی قرار می‌گیرد. در نتیجه شبیه‌سازی‌ها، پیچیدگی محاسباتی روش پیشنهادی برای تحلیل مداری با N گره در هر دو حالت ترکیبی و ترتیبی به‌ترتیب برابر O(N0.85) و O(N0.99) می‌باشد.

Keywords:

آسیب‌پذیری مدار دیجیتال , خطای گذرا , گراف احتمالاتی , روش مقیاس‌پذیر , ماتریس‌های تُنُک , مدارهای ترکیبی و ترتیبی