纳米级系统芯片单粒子效应研究

本书主要介绍28nm系统芯片（SoC）的单粒子效应，内容包括SoC单粒子效应研究现状与测试系统的研制，SoC的α粒子、重离子、质子和中子单粒子效应实验研究，SoC单粒子效应软件故障注入、模拟故障注入、软错误故障分析、故障诊断和SC抗单粒子效应软件加固方法研究；提出Xilinx Zyng-7000SoC单粒子效应错误类型和单粒子效应规律；计算不同模块的单粒子效应截面和软错误率；揭示SoC的单粒子效应敏感模块和敏感区域分布特征定量分析SC系统、子系统和不同模块的故障频率、不可用度和平均故障间隔时间；提出几种SoC单粒子效应加固方法，并进行实验验证。 本书可作为辐射物理、抗辐射加固、空间电子学、电子元器件、微电子学、核技术等方向科研人员的参考书，也可供辐射效应研究、SoC应用、宇航电子系统设计等领域工程技术人员参考。

前言
第1章 绪论
1.1 集成电路发展方向
1.2 国家航天技术发展的需求
1.3 单粒子效应的严重威胁
1.4 SoC单粒子效应研究现状
1.4.1 国外研究现状
1.4.2 国内研究现状
1.5 本书研究内容
第2章 SoC α粒子单粒子效应实验研究
2.1 SoC α粒子单粒子效应实验设计
2.1.1 SoC器件
2.1.2 Xilinx Zynq-7000 SoC单粒子效应测试系统
2.2 SoC α粒子单粒子效应实验
2.2.1 实验测试硬件系统
2.2.2 SoC α粒子单粒子效应测试流程
2.3 实验结果及分析
2.3.1 单粒子效应截面
2.3.2 软错误率计算
2.3.3 实验结果分析
2.4 本章小结
第3章 SoC重离子单粒子效应实验研究
3.1 IMP重离子微束辐照实验
3.1.1 IMP重离子微束辐照装置
3.1.2 IMP SoC重离子微束单粒子效应测试系统
3.1.3 IMP SoC重离子微束单粒子效应测试方案
3.1.4 IMP SoC重离子微束单粒子效应测试结果
3.2 HI-13重离子微束辐照实验
3.2.1 HI-13重离子微束辐照装置
3.2.2 HI-13重离子微束SoC单粒子效应测试方案
3.2.3 HI-13重离子微束SoC单粒子效应测试结果
3.3 重离子宽束辐照实验
3.4 本章小结
第4章 SoC质子和中子单粒子效应研究
4.1 SoC质子单粒子效应实验研究
4.1.1 低能质子实验研究
4.1.2 中能质子实验研究
4.2 SoC中子单粒子效应实验研究
4.2.1 10MeV和1MeV以上中子单粒子效应
4.2.2 热中子单粒子效应贡献
4.3 SoC质子和中子单粒子效应蒙特卡罗仿真分析
4.4 本章小结
第5章 SoC单粒子效应软件故障注入研究
5.1 Xilinx Zynq-7000 SoC软件故障注入系统
5.1.1 SoC软件故障注入方法
5.1.2 Xilinx Zynq-7000 SoC软件故障注入系统设计
5.2 Xilinx Zynq-7000 SoC软件故障注入测试
5.2.1 故障注入流程
5.2.2 故障注入结果分析
5.3 本章小结
第6章 基于Verilog HDL SoC模拟故障注入研究
6.1 模拟故障注入技术原理
6.2 SoC模拟故障注入系统
6.2.1 故障注入参数设置
6.2.2 故障注入仿真
6.2.3 实验结果分析
6.3 基于Verilog HDL SoC模拟故障注入系统设计
6.3.1 路径设置
6.3.2 故障注入参数设置
6.3.3 控制输出
6.3.4 故障注入流程
6.4 OR 1200故障注入
6.4.1 OR1200结构分析
6.4.2 故障注入方案
6.4.3 故障注入结果分析
6.5 本章小结
第7章 SoC软错误故障分析
7.1 概率安全分析
7.1.1 故障树分析法
7.1.2 事件树分析法
7.1.3 SoC软错误故障树分析
7.1.4 SoC软错误事件树分析
7.2 应用FMEA方法评估SoC软错误
7.2.1 SoC软错误可靠性评估
7.2.2 SoC风险评估
7.3 本章小结
第8章 基于贝叶斯网络的SoC单粒子效应故障诊断
8.1 贝叶斯网络方法
8.1.1 贝叶斯网络理论基础
8.1.2 贝叶斯网络推理
8.1.3 构建二态贝叶斯网络
8.2 OR1200 SEU贝叶斯网络构建
8.2.1 OR1200 SEU故障树
8.2.2 OR1200 SEU贝叶斯网络
8.3 Xilinx Zynq-7000 SoC贝叶斯网络故障诊断
8.3.1 Xilinx Zynq-7000 SoC后验概率
8.3.2 Xilinx Zynq-7000 SoC重要度分析
8.4 SoC单粒子效应故障诊断系统模型
8.5 本章小结
第9章 SoC控制流错误检测和故障定位
9.1 基于结构化标签的控制流错误检测
9.1.1 控制流错误检测研究现状
9.1.2 可配置控制流错误检测方法
9.1.3 执行过程分析
9.1.4 实验结果分析
9.2 基于二分图极大权值匹配的SoC故障定位
9.2.1 故障定位相关研究
9.2.2 基于二分图的SoC故障定位方法
9.2.3 实验结果分析
9.3 本章小结
第10章 SoC软件加固方法研究
10.1 SoC OCM模块的加固设计
10.1.1 SoC OCM模块三模冗余加固
10.1.2 SoC OCM的协同加固
10.2 SoC DMA通道冗余加固方法
10.2.1 SoC DMA硬件故障源分析
10.2.2 SoC DMA通道冗余加固方法基本原理
10.2.3 SoC DMA通道冗余加固方法的设计
10.2.4 SoC DMA通道加固方法的实现
10.2.5 实验结果分析
10.3 其他加固方法
10.4 本章小结
参考文献