随着科学技术的飞速发展,数字集成电路生产工艺进入纳米级阶段,集成电路的可靠性出现了多种问题。影响时序电路可靠性的主要因素有以下两种,由高能粒子轰击时序电路引起的单粒子效应(软错误)和负偏置温度不稳定性引起的电路老化问题。首先,介绍了集成电路的相关背景和发展状况,总结了电路可靠性问题对人们的生产生活造成的影响,同时对软错误和电路老化产生原因进行分析介绍,并对现有传感器和校验器的工作原理以及结构进行分析。其次,针对传感器的结构与功能缺陷,提出了新型的老化预测传感器,该传感器能够对组合逻辑电路老化进行预测并自锁存预测结果,同时解决了传感器在锁存期间的浮空点问题,提高了结构的稳定性,与其他同类型结构相比,新型的传感器性能更为优越。再次,提出了一种新型的校验器。该校验器通过统一故障时序,可以同时检测软错误和老化故障并能够对老化进行预测,通过不同的锁存器来区分检测结果。对比传统的校验器,新的校验器功能更加丰富,面积和功耗开销更低。最后,通过HSPICE仿真软件对文章中新的传感器和校验器进行仿真分析。仿真结果表明,文中所提出的传感器能够预测电路老化,锁存预测结果;新的校验器能够同时对老化故障和单粒子瞬态进行在线监测,并能够电路对老化进行预测。实验结果表明,本文提出的传感器在保证其功能的前提下,将晶体管数量减少了约8%,平均功耗降低了约20%;同时本文提出的校验器与SVFD相比,能够在检测多种错误的同时不增加时钟信号,功耗降低了约10%的功耗。图[56]表[6]参[56]