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第1章 绪论1

1.1 工艺偏差2

1.2 NBTI效应5

1.3 章节组织结构9

第一部分 电路级参数偏差分析和优化15

第2章 国内外研究现状15

2.1 硅前老化分析和预测15

2.1.1 反应-扩散模型15

2.1.2 基于额定参数值的NBTI模型17

2.1.3 考虑工艺偏差的老化统计模型和分析21

2.2 在线电路老化预测25

2.2.1 基于时延监测原理的在线老化预测方法25

2.2.2 超速时延测试28

2.2.3 基于测量漏电变化原理的在线老化预测方法35

2.3 相关的优化方法37

2.3.1 电路级优化37

2.3.2 体系结构级优化39

第3章 面向工作负载的电路老化分析和预测40

3.1 老化分析和预测方法概述40

3.2 关键通路和关键门的识别41

3.2.1 潜在关键通路识别42

3.2.2 潜在关键通路的精简43

3.2.3 关键门的识别46

3.3 占空比的求解46

3.3.1 时延约束48

3.3.2 占空比取值约束49

3.4 实验及结果分析50

3.5 本章小结53

第4章 电路老化的统计预测和优化54

4.1 硅前电路老化的统计预测和优化55

4.1.1 门级老化统计模型55

4.1.2 统计关键门的识别59

4.1.3 门设计尺寸缩放算法61

4.1.4 实验及结果分析62

4.2 硅前和硅后协同的电路老化统计分析和预测66

4.2.1 方法概述67

4.2.2 目标通路的识别68

4.2.3 硅后学习69

4.2.4 实验及结果分析71

4.3 本章小结74

第5章 在线电路老化预测75

5.1 基于时延监测原理的在线电路老化预测方法75

5.1.1 双功能时钟信号生成电路77

5.1.2 抗工艺偏差影响的设计考虑84

5.1.3 实验及结果分析85

5.1.4 本节小结94

5.2 基于测量漏电变化原理的在线电路老化预测方法94

5.2.1 漏电变化与时延变化之间相关性的刻画96

5.2.2 漏电变化的测量99

5.2.3 实验及结果分析102

5.2.4 本节小结106

第6章 多向量方法优化电路老化和漏电107

6.1 单独优化NBTI效应导致的电路老化108

6.1.1 控制向量的生成108

6.1.2 最佳占空比的求解110

6.1.3 硬件实现111

6.1.4 实验及结果分析112

6.2 电路老化和静态漏电的协同优化113

6.2.1 协同优化模型115

6.2.2 最佳占空比的求解116

6.2.3 实验及结果分析117

6.3 本章小结120

第二部分 系统级参数偏差分析和优化123

第7章 参数偏差在系统级的表现和影响123

7.1 参数偏差对于多核处理器性能的影响123

7.2 基于电压／频率岛的全局异步-局部同步设计方法125

第8章 相关的国内外研究现状127

8.1 系统级偏差建模和分析方法127

8.2 基于全局异步-局部同步设计的系统级偏差优化方法129

第9章 参数良品率感知的多处理器片上系统能耗统计优化方法133

9.1 背景知识介绍134

9.1.1 目标平台与应用134

9.1.2 能耗模型135

9.1.3 延迟模型136

9.1.4 统计任务调度136

9.2 统计能耗优化方法137

9.2.1 问题归纳137

9.2.2 优化方法概述137

9.2.3 统计偏差模拟138

9.2.4 统计能耗优化141

9.2.5 统计任务调度和操作电压配置142

9.2.6 统计电压／频率岛划分144

9.3 实验数据及分析145

9.3.1 实验环境145

9.3.2 实验结果146

9.4 本章小结151

第10章 面向三维多核片上系统的热感知硅后能耗优化方法152

10.1 背景知识介绍153

10.1.1 目标平台与应用153

10.1.2 面向三维SoC的能耗模型和延迟模型154

10.1.3 三维热模型154

10.1.4 面向三维芯片的统计偏差模拟155

10.2 优化框架156

10.2.1 能效感知的任务调度157

10.2.2 任务迁移算法160

10.3 实验结果及分析163

10.3.1 实验配置及说明163

10.3.2 实验结果165

10.4 结论168

参考文献169