Otimização de etapas do fluxo de síntese de circuitos integrados explorando técnicas de aprendizado de máquina

Abstract

Predição da caracterização elétrica de portas lógicas

Efeitos de radiação apresentam desafios no projeto de circuitos eletrônicos. A densidade elevada de transistores cada vez menores numa pequena área torna a avaliação de radiação um parâmetro chave no projeto de circuitos, principalmente em aplicações aeroespaciais. Tais aplicações também exigem eficiência energética. Portanto, é importante estudar o compor- tamento do circuito em diferentes tensões de alimentação. Este trabalho faz uma análise dos efeitos de radiação em alternativas de topologias para um circuito benchmark usando transistores FinFET 7 nm, focando em como o mapeamento lógico e a variabilidade afetam a susceptibilidade do circuito a falhas relacionadas à radiação. Cinco diferentes circuitos foram analisados com tensões na faixa de 0.7 V a 0.4 V. Foi adotada a métrica LETth para indicar a sensibilidade dos circuitos aos efeitos de radiação. A operação de circuitos abaixo de 0.5 V introduz 15% mais sensitividade nos circuitos avaliados. Os resultados mostram que explorar mapeamento lógico pode ser adotado para aumentar a robustez. A adoção de portas NAND2 ao invés de NOR2 na saída dos circuitos melhora a robustez em aproximadamente 38,6%. Além do mais, explorar o dimensionamento de transistores apenas nas portas mais sensíveis pode melhorar a robustez em até 69% com menor impacto em área que técnicas tradicionais de replicação de circuitos. Por ultimo, vimos que, dentro dos limites de variabilidade de processo comercialmente aceitos, a robustez do circuito pode variar em até uma ordem de magnitude, além de poder mudar qual o nodo mais sensível e até qual porta é mais robusta.