تحقیق قابلیت اطمینان در مدارات مجتمع

عنوان پروژه: تحقیق قابلیت اطمینان در مدارات مجتمع
تعداد صفحات: 23
تعداد اسلایدها: 30
فرمت: ورد و پاورپوینت
منابع: ندارد
پس از خرید محصول، بلافاصله فایل ورد و پاورپوینت تحقیق قابلیت اطمینان در مدارات مجتمع برای شما ایمیل خواهد شد.

توضیحات

تحقیق قابلیت اطمینان در مدارات مجتمع

با ظهور نیمه هادی ها و به تبع آن ترانزیستورها , انقلاب عظیمی در صنعت الکترونیک صورت پذیرفت , الکترونیک مدرن امروزی شامل میکرو پروسسورها ,مدارت مجتمع یکپارچه مانند FPG ها ,ADC ها و حافظه ها می باشد. همانند سایر قطعات موجود در یک مدار چاچی مدارات مجتمع نیز مستعد پذیرای خطاهای مکانیکی , الکتریکی و گرمایی می باشد. اما به دلایلی مانند نوع ماده سازنده آن ها و نقش یکپارچه سازی که در مدار ایفا می کنند , با دقت پیش بینی کردن نرخ خطا در آن ها دشوار می باشد. هرچند رسیدن به این امر با توجه به همه ی سختی آن امکان پذیر می باشد. رشد و توسعه این قطعات حیاتی کماکان هنوز از قانون مور پیروی می کند. بنا بر این قانون تعداد ترانزیستور‌های ریز پردازنده‌ها تقریبا در هر دو سال دو برابر می شود , البته این زمان در سال های اخیر به 18 ماه رسیده است . در نتیجه افزایش تعداد ترانزیستور ها در 40 سال اخیر , اندازه آن ها نیز به نوبه خود بسیار کوچکتر شده و سرعت عملکرد آن نیز بیشتر شده است, بطوریکه امکان تولید IC هایی بسیار کوچک با مصرف توان به مراتب پایین تر نسبت به نمونه های قبلی را فراهم نموده است. یکی دیگر از محدودیت های تحقق قانون مور افزایش چگالی توان در تراشه ها می باشد که در سال های اخیر تحت عنوان دیوار توان شناخته می شود. براساس پیش بینی شرکت اینتل که در سال 2000 میلادی انجام شده است , چنانچه روند افزایش چگالی توان در تراشه ها ی الکترونیکی اصلاح نشود , از سال 2010 میلادی به بعد خنک سازی تراشه های الکترونیکی به یکی از اساس ترین چالش ها در طراحی مدارات مجتمع خواهد بودو بطور قابل توجهی قابلیت اطمینان مدارات مجتمع را کاهش خواهد داد. اساسا یکی از ویژگی های هر سیسنم میزان قابلیت اطمینان آن می باشد, از دیدگاه تئوری می توان قابلیت اطمینان را تحت عنوان احتمال در دسترس بودن سیستم در بازه زمانی مشخص تعریف نمود ,در دسترس بودن و عملکرد صحیح سیستم در این بازه زمانی منوط به این است که یا دراین بازه زمانی خطایی رخ ندهد و یا سیستم در این مدت زمان در مقابل خطا مقاوم باشد و یا به عبارت ساده ترمی توان قابلیت اطمینان را اندازه گیری میزان حساسیت سیستم در مقابل وقوع انواع خطاها تعریف نمود. اما از مسئله حرارتی بگذریم , چالش جدیدی که اخیرا پژوهشگران توجه زیادی به آن داشته اند مربوط به خطاهای گذرای تولید شده پس از تشعشع ذرات آلفا و نوترون ها می باشد که تحت عنوان دیوار خطای نرم از آن یاد می شود.بطور کلی یک خطای گذرا زمانی بوجود می آید که یک ذره یونیزه کننده در حین عبور از قطعات نیمه هادی منجر به ایجاد زوج الکترون –حفره به صورت مستقیم یا غیر مستقیم می گردد. چنانچه بار تولید شده از این برخوردها به میزان بار بحرانی که حداقل میزان بار برای وقوع خطای گذراست برسد می توانند موجب تغییر حالت در عناصر ذخیره کننده شوند که از آن به اصطلاح به خطای نرم یاد می شود.

هرچنید این خبر خوب برای توسعه دهندگان و کاربران تجهیزات با کارایی بالا , شامل محصولات مصرفی و ابزار های اندازه گیری می باشد , اما مسئله حیاتی که هنوز این بخش از صنعت الکترونیک را دچار چالش نموده است , هنوز باقیست و آن هم قابلیت اطمینان در مدارات مجتمع , می باشد وجود خطاها و مکانیسم عملکرد خطا ی نیمه هادی ها و مقاوم سازی مدارت مجتمع در برابر آن هنوز جزء مسایل اصلی و با اهمیت می باشد. این نگرانی بویژه برای کاربرانی که انتظار طول عمر بیشتر برای محصولات خود دارند و همچنین کاربرد این مدارات در شرایط سختی مانند مدارت مجتمع نصب شده در فضاپیماها , ادوات نظامی و سایر صنایعی که نیاز به عملکرد بالا (ADHP[1]) دارند خیلی بیشتر وجود دارد. موسسه سیستم های ناوبری هوا فضا (AVSI[2]) در این زمینه تحقیقات فراوانی را انجام داده است , زیرا یکی از منابعی که قابلیت اطمینان این مدارات را به شدت تهدید میکند , پرتوهای کیهانی که دربردارنده ذرات آلفا و نوترون هستند می باشند و اطمینان از صحت عملکرد مدارات مجتمع در چنین شرایط سختی, نیازمند پیاده سازی آزمایش های متعدد برروی آن ها می باشد. و برای این منظور از شرکت DfR Solutions به عنوان شرکت پیمانکار برای انجام موارد گفته شده استفاده نمودند. فعالیت اصلی این شرکت مربوط به قابلیت اطمینان مدارات مجتمع در مدارات چاپی می باشد که تست هایی مانند آنالیز گرمایی , آنالیز خطا و غیره برروی مدارت چاپی , جهت اطمینان از صحت عملکرد آن قطعه انجام می گیرد. بطور کلی برای بررسی قابلیت اطمینان در مدارات مجتمع ما نیازمند دانش فیزیک خطای (POF[3])رخ داده می باشیم . با استفاده از فیزک خطا و محاسبات دقیق ریاضی می توانیم فرمول نیمه هادی , مدل های مکانیزم خطای پذیرفته شده صنعتی را بهینه سازی نماییم تا دستگاه هایی با توجه به نیاز و قابلیت اطمینان بالا تولید نمود. در تکنولوژیهای جدید خطای نرم به عنوان اصلی ترین عامل کاهش قابلیت اطمینان در مدارات مجتمع شناخته می شود. در این میان نقش مدارات ترکیبی در افزایش نرخ خطای نرم مدارات مجتمع غیرقابل انکار است. نکته قابل توجه در مورد وقوع خطای نرم در مدارات ترکیبی این است که برخلاف سلولهای حافظه، خطای گذرا بطور مستقیم منجر به وقوع خطای نرم نمی شود، به عبارتی یک خطای گذرا برای تبدیل شدن به خطای نرم بایستی در مدار ترکیبی منتشر شود. عوامل متعددی بر انتشار خطای گذرا در مدارات ترکیبی تاثیر دارند که مهمترین آنها پوشش ها هستند.