当前,集成电路已经演变为信息技术产业的核心。近年来,台积电、中芯国际、华为、百度、阿里巴巴等企业在集成电路研究领域不断积极推进,国家部委和部分省市也在积极部署集成电路的研发和产业化,并且颁布和实施了多项相关政策与标准。2021 年 10月,国务院学位委员会批准,决定设置“集成电路科学与工程”一级学科,而面向航空航天等领域的集成电路抗辐射加固容错设计是一个重要的研究方向。

长期以来,针对具有抗辐射的集成电路器件,西方国家特别是美国对我国实行严格禁运。发展抗辐射集成电路产业,对我国推进供给侧结构性改革、推动制造强国和科技强国建设、实现我国科学技术产业的高质量发展具有重要意义。在航空航天、核工业、汽车电子等领域,集成电路部署的前提在于其能够可靠地工作,例如可以抵抗任何单粒子翻转的软错误。然而,现有涉及集成电路抗辐射的书籍大多论述的是传统的单粒子单节点翻转,鲜有系统性地研究专门针对集成电路若干器件的新型抗辐射加固设计技术(例如可以抵抗任何三节点翻转的软错误)的书籍。为此,本书将系统介绍集成电路器件的新型抗辐射加固设计技术的最新研究成果,方便相关研究人员了解该领域,从而为国家集成电路抗辐射加固容错设计的发展添砖加瓦。

《集成电路器件抗辐射加固设计技术》具备如下特点:率先考虑到强辐射环境下集成电路器件的容错设计问题,创造性地实现了锁存器的四节点翻转的容忍与在线自恢复,以及主从触发器、SRAM 存储单元及表决器的新型抗辐射加固设计;全面而详细地介绍了辐射与抗辐射的相关重要概念、常用的抗辐射加固设计组件,并给出了新颖的集成电路器件抗辐射加固容错设计技术;先介绍辐射与抗辐射的背景知识,接着围绕表决器、锁存器、主从触发器和SRAM 存储单元等常用集成电路器件详细介绍了具体的抗辐射加固容错设计技术,并给出了实验验证和对比分析。

本书从集成电路器件可靠性问题出发,具体阐述了辐射环境、辐射效应、软错误和仿真工具等背景知识,详细介绍了抗辐射加固设计(RHBD)技术以及在该技术中常用的相关组件,重点针对表决器、锁存器、主从触发器和静态随机访问存储器(SRAM)单元介绍了经典的和新颖的 RHBD技术,扼要描述了相关实验并给出了容错性能和开销对比分析。本书共分为6 章,分别为绪论、常用的抗辐射加固设计技术及组件、表决器的抗辐射加固设计技术、锁存器的抗辐射加固设计技术、主从触发器的抗辐射加固设计技术以及SRAM单元的抗辐射加固设计技术。通过学习本书内容,读者可以强化对集成电路器件抗辐射加固设计技术的认知,了解该领域的当前最新研究成果和相关技术。

本书可供普通高等院校集成电路科学与工程、电子信息工程、微电子科学与工程、计算机科学与技术等专业的本科生和研究生阅读,也可供电路与系统研发工程师、芯片可靠性设计工程师和集成电路容错设计爱好者阅读。

作者简介

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闫爱斌,合肥工业大学微电子学院教授、博导、所长。2015年于合肥工业大学获工学博士学位。主持多项国家自然科学基金项目以及安徽省杰出青年项目。曾获得安徽省教学成果一等奖、省级优秀硕士论文指导教师等。2022年入选美国斯坦福大学发布的全球前2%顶尖科学家“年度影响力”榜单,在计算机硬件与系统结构领域为中国大陆211高校唯一入选学者。主要研究方向为集成电路容错设计。在9种IEEE Transactions国际著名杂志和IEEE DAC等国际顶会上发表一系列高水平学术论文。担任SCI期刊JETT编委(中国大陆唯二)和IEEE TVLSI编委。

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(本文编辑:王芳)

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