21世纪,半导体已经与我们的生活密切相关,微电子技术也已经成为我们生活中不可或缺的组成部分。随着超大规模集成电路集成度的增高,工艺尺寸不断减小,负温度偏置不稳定性引起的老化以及高能粒子对电路的轰击引起的软错误,已经成为了影响电路可靠性的重要因素。论文首先介绍了集成电路几十年来的发展以及数字集成电路在生活中的应用,然后介绍了影响集成电路可靠性的两大问题,主要是电路老化和软错误。对电路老化的研究分为老化检测和老化预测两方面,文章对这两方面进行了介绍,分析了老化检测和老化预测的工作原理。本文对几种经典传感器进行分析,发现了其中对于脆弱节点的软错误防护问题鲜有人研究,因此提出了一种基于双模冗余的抗软错误老化预测传感器。这种新型的传感器通过双模冗余的技术对关键节点进行复制并通过C单元进行故障防护,使得该结构不仅在正常工作环境下可以准确地预测老化,而且当高能粒子轰击到电路,关键节点出现软错误情况的时候依然可以对电路是否发生老化进行准确的判断。论文还提出了一种低功耗高鲁棒性的老化预测传感器,该传感器不仅可以进行老化预测,当组合逻辑电路已发生严重老化即触发器已无法接收到正确信号时,还可以对错误信号进行矫正。传感器通过比较保护带内组合逻辑信号与其反向延迟信号,判断电路是否出现早期老化。在容错部分时,传感器对后检测带内的信号进行检测,通过最后的传感器输出信号控制容错单元,若电路发生了严重老化,可通过容错单元对触发器接受到的错误信号进行矫正。最后,为了验证提出的两个传感器结构的可行性,运用HSPICE仿真软件对提出的结构进行仿真,得出传感器在电路未老化的情况下和已老化的情况下不同的检测结果;当组合逻辑电路已发生严重老化时,容错单元对触发器接收的错误信号进行矫正;并通过对节点进行软错误注入的方式模拟传感器关键节点发生软错误的情况。仿真实验证明本文提出的两个结构对于电路的老化均可进行准确的预测,提出的抗软错误传感器可对脆弱节点发生的软错误进行防护,另外提出的低功耗高鲁棒性传感器可对触发器接收到的错误信号进行矫正。对比前人提出的传感器,本文结构无论是从面积开销还是功耗上都更加具有优势,面积开销更小,功耗更低。