瑞萨电子开发出抑制SRAM老化引起的故障的技术

　　工控摘要：为了避免NBTI效应，近日，瑞萨电子开发出了可抑制SRAM老化引起的故障的技术，该技术可用于车载用途等预计要使用10年以上的系统LSI。
　　
　　NBTI（负偏置温度不稳定性）效应，也就是因PMOS晶体管劣化等原因造成的SRAM的故障率会随着时间的推移而提高的现象。这种现象也会发生在制造时为合格产品的SRAM上。由于以前设计SRAM时只预测到10年后的变化，因此无法对运行速度及耗电量进行优化。而且，还存在使用期限超过设计期限后会突然发生故障的问题。
　　
　　瑞萨此次采用了三大技术。*项是增大SRAM的读取电压的“1”和“0”之差，被称为“运行冗余扩大设计”的电路技术，由此控制字线和单元偏压。第二项是故障预测技术，通过在SRAM运行过程中实施模拟加速试验，来确认不会发生故障。试验过程中会暂时保存SRAM的数据。如果在试验中发生故障，便会认为不久的将来在正常运行时也会发生故障，这样便可向系统及用户报警。第三项是故障回避技术。如果利用故障预测技术预测到会发生故障，就会通过与*项技术相同的控制来扩大运行冗余。这样便可大幅减轻发生致命性故障的概率。
　　
　　该技术几年前就开始开发，此次使用评测板卡进行了演示。演示中将SRAM作为液晶显示器的帧缓存器使用。演示结果表明，如果不采用这种故障抑制技术，SRAM的运行故障会导致显示混乱，而采用该技术的话，则能够正常显示。
　　
　　要采用该技术，必须使SRAM的容量扩大0.5%左右，要追加用于控制的2.5万个门电路或者30KB～40KB软件。
　　
　　在瑞萨展区，该公司还在使汽车的发动机控制电路与驾驶动作联动进行模拟的系统中采用了故障抑制技术，并展示了其效果。不过，该系统采用的故障抑制技术与前面提到的技术虽然目的相同但实现方法不同。使用的SRAM并非普通的6晶体管型，而是14晶体管型，这是神户大学为抑制故障而开发的结构。
　　
　　瑞萨利用模拟系统重现了发动机控制电路受到铁路道口发出的噪声的影响，导致SRAM发生故障，使发动机转速无法提高的现象。日立制作所也参与了模拟技术的开发。