عنوان پایان‌نامه
افزایش قابلیت اطمینان تراشه های پردازش تصویر در مقابل مشکلات پیر شدگی در فناوری های ساخت در مقیاس نانو
- رشته تحصیلی
- مهندسی برق-الکترونیک-مدار وسیستم
- مقطع تحصیلی
- کارشناسی ارشد
- محل دفاع
- کتابخانه مرکزی پردیس 2 فنی شماره ثبت: E 2857;کتابخانه مرکزی -تالار اطلاع رسانی شماره ثبت: 72195;کتابخانه مرکزی پردیس 2 فنی شماره ثبت: E 2857;کتابخانه مرکزی -تالار اطلاع رسانی شماره ثبت: 72195
- تاریخ دفاع
- ۲۹ آذر ۱۳۹۴
- دانشجو
- فرزانه نخعی خلیل آباد
- استاد راهنما
- علی افضلی کوشا
- چکیده
- کوچک شدن تکنولوژی هرچند باعث بهبود عملکرد تراشه‌ها در زمینه توان و کارایی شده، اما مسائل و مشکلات جدیدی با ظهور این تکنولوژی‌ها به وجود آمده است. ازجمله این مشکلات می‌توان به پدیده نوسانات فرآیند ساخت، خطای نرم و سالخوردگی اشاره کرد. در این میان به دلیل حساسیت بسیار بیش‌تر ترانزیستورها در تکنولوژی‌های جدید به مکانیزم‌های NBTI، HCI و TDDB، مسئله سالخوردگی، دارای اهمیت فراوانی شده است. همچنین توان مصرفی یک تراشه، به دلیل استفاده روزافزون از وسایل الکترونیکی قابل‌حمل و مسئله طول عمر محدود باتری‌ها، ازجمله دغدغه‌های طراحان مدارهای مجتمع دیجیتال است. به همین دلیل بهینه‌سازی توان، دما و طول عمر ازجمله مسائل مهمی است که نیاز به یک سیستم مدیریتی مناسب را انکار ناپذیر ساخته است. در این پایان‌نامه هدف بهبود توان، دما و طول عمر تراشه‌ها و به‌خصوص تراشه‌های پردازش تصویر می‌باشد. با توجه به این حقیقت که کاربردهای پردازش تصویر قابلیت تحمل درصدی از خطا را دارند، بهبود موثری در طول عمر این تراشه‌ها می‌تواند صورت پذیرد. در این پایان‌نامه در ابتدا یک سیستم مدیریتی ارائه می‌گردد که توسط بهینه‌سازی پارامترهای کاری مدار در حضور محدودیت‌های توان، دما و طول عمر، باعث بهبود طول عمر تراشه‌ها خواهد شد. در ادامه با تکیه بر قابلیت تحمل پذیری خطا در کاربردهای پردازش تصویر، راه‌کاری ارائه می‌گردد که بهبود موثرتری در طول عمر تراشه حاصل شود. در انتها نیز، جهت بهبود تخمین سالخوردگی، از توزیع‌های مناسب این پدیده استفاده شده و با تعریف معیاری جدید در بررسی قابلیت اطمینان تراشه‌های پردازش تصویر، سالخوردگی تراشه‌ها کنترل خواهد شد. واژه‌های کلیدی: قابلیت اطمینان، مکانیزم‌های سالخوردگی، MTTF، مسئله بهینه‌سازی غیرخطی محدب، ارزیابی کیفیت تصویر.
- Abstract
- Technology downscaling leads to benefits such as power and performance improvement. However, the advert of new technologies poses to severe challenges including process variation, soft-Errors and wear-out, affecting transistor functionality. Considering the susceptibility of transistors in new technologies to NBTI, HCI and TDDB mechanisms, wear-out plays an important role. In addition, due to widespread usage of hand-held devices and limited battery lifetime, chip power consumption consideration ought to be employed in designing digital integrated circuits. Therefore, a management system is needed to be employed to optimize system parameters considering power, temperature and lifetime constraints. In this dissertation, our motivation is to improve power, temperature and lifetime of chips, concentrating on image processing applications. Originating from the fact that image processing applications are among fault tolerant applications, output image quality degradation may be tolerable. Exploiting the property of image processing applications, lifetime improvement can be achieved. In this work, a management system has been proposed in which by optimizing operating parameters under the constraints of power, temperature and lifetime, lifetime improvement has been achieved. In addition, using the trade-off between output quality degradation and power and lifetime, a procedure has been proposed which improves device lifetime. Finally, in order to improve lifetime estimation, appropriate lifetime distribution functions has been employed. Therefore, based on presented parameter on reliability evaluation of image processing applications, aging aware system has been proposed. Keywords: Reliability, Aging mechanisms, Mean Time to Failure, Convex Optimization Problem, Image quality assessment.
