一种精确故障效应传播的形式化模型.pdf

《一种精确故障效应传播的形式化模型.pdf》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在工程资料-天天文库。

1、2014年10月西北工业大学学报Oct．2014第32卷第5期JournalofNorthwesternPolytechnicalUniversityVo1．32No．5一种精确故障效应传播的形式化模型黄兴利，胡伟，慕德俊，郭蓝天，李哲(1．西北工业大学自动化学院，陕西西安710072；2．温州大学商学院，浙江温州325035)摘要：大规模集成电路通常隐含难以检测的设计错误，而在使用过程中又可能产生新的故障点。对故障效应的传播路径和范围进行准确评估，有助于确定关键模块是否受到故障的影响和定位抑制故障效应传播的关键点。然而，常规的故障效应传播分析方法往往忽略了逻辑门对

2、故障传播的阻断效应，以及扇出重回聚区域对故障效应传播的影响。提出了一种精确的故障效应传播模型，并采用布尔逻辑函数对所提出的模型进行了形式化描述。实验结果表明：所提出的模型可对故障效应的传播范围进行更为准确地评估，并显著降低误报率。关键词：故障效应分析，故障效应传播，形式化模型，逻辑门中图分类号：TP309文献标志码：A文章编号：1000—2758(2014)05．0719．06随着集成电路设计规模的不断增大，测试与验保守。证覆盖率越来越难以保证，因此，电路中往往会隐含现有方法通常采用多值逻辑或不确定态对故障难以检测的设计错误，而这些错误可能在特定条件效应传播进行建模

3、和仿真。由于模型的不精确下被触发，对系统的稳定性造成严重影响。此外，随性，分析结果通常会对故障效应的影响范围作乐观着集成电路的使用和老化，或者在极端的工作环境或保守的估计，从而相应地导致错误被忽略或额外下，电路中又可能产生一些新的故障点。当已知电设计代价。针对现有故障效应传播模型的不足，本路中存在故障时，往往需要借助分析手段来确定该文提出了一种面向故障效应传播的精确模型，并采故障的传播路径和影响范围，以确定关键模块是否用布尔逻辑函数对改模型进行了形式化描述。该模受到该故障的影响并定位抑制故障效应传播的关键型能够实现对集成电路中故障的传播路径和影响范点。故障效应传播分

4、析具有很高的复杂度，确定故围的准确评估，可为集成电路中故障效应传播分析障能否传播至特定的点可线性归约为等价的可观测提供一种形式化的描述手段。性问题(NP完全问题)¨J。导致故障效应传播分析困难性的原因主要有以下两方面：1基本逻辑门的故障效应传播模型一方面，逻辑电路在特定输入组合下能够阻断故障效应的传播，而在其他输入组合下，该故障效应在后续讨论中，本文采用大写字母表示布尔变又可正常传播。以二输入与非门(NAND一2)为例，量，如、B、0等，、和0分别上述变量的故障状当NAND一2的一个输入为逻辑‘0’时，包含于另一态标签。当一个布尔变量的故障状态标签为逻辑输人中故障的

5、传播将被阻断；而当NAND一2的一个‘l’时，表明该变量包含一个故障；而当布尔变量的输入为逻辑‘1’时，另一输入中的故障将被正常传故障状态标签为逻辑‘0’时，表明该变量不含故障。播至输出。另一方面，电路中的扇出重回聚区域为保证模型的通用性，本文在构建故障效应传播模(reeonvergentfanoutregion)所导致的变量相关(COt-型过程中不考虑故障的具体类型，在故障效应传播relation)关系可能使故障效应传播分析结果变得收稿日期：2014—04—10基金项目：国家自然科学基金(61303224)、教育部博士点基金(20126102110036)与中国博

6、士后科学基金面上项目(2013M532081)资助作者简介：黄兴利(1981一)，西北工业大学博士研究生，主要从事嵌入式系统研究。西北工业大学学报第32卷分析中再根据具体故障类型对模型进行修正。0=∑(+)一A·A⋯(5)1．1非门的故障效应传播模型逻辑非表达式的一般形式为0：，，其中，和0根据1．1节，凡输入与非门的故障效应传播模型分别是非门的输入和输出。假设已知，的故障状态也可采用(5)式来描述。标签，并分别用和0表示非门输入铂输出0的为考虑一个功能完备的最小逻辑单元集，我们故障状态标签。由于非门的输出总是跟随输入发生进一步地构建或门的故障效应传播模型。变化，即

7、包含于输人中的故障总会反映在输出上，因1．3或f-l／或非门的故障效应传播模型此，非门的故障效应传播模型可描述为(1)式。考虑两输入或门O=A+B。由迪摩根律：一O=A一-B一(6)0=Ie(1)1．2与门／与非门的故障效应传播模型根据1．1节中非门的故障效应传播模型有：首先考虑二输入与门，其逻辑表达式为0：A·0=(0)=(·B)(7)利用(2)式对其进行展开可得：。当2个输入都不包含故障时，输出必然不包含故障；而当2个输入均包含故障时，本文为保证模型0=AB+BA+A8(8)类似地，可分步构建三输入或门0=A+日+c的通用性，先假设输出包含故障。因此，我们重