【摘 要】
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总剂量辐照效应会对核辐射环境中的电子器件造成损伤,对数字器件进行计算机仿真模拟可以为器件的抗辐照加固提供理论支持。为了对数字器件的总剂量辐照效应进行仿真,首先需要获取数字器件的仿真模型。现今对数字器件进行总剂量效应建模的方法主要有两种,分别是物理建模方法和行为级建模方法。物理建模方法仿真精确度高,但是计算成本大,可扩展性弱。行为级模型使用简单,仿真效率高,可扩展性强,适用于数字器件的总剂量效应建模
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总剂量辐照效应会对核辐射环境中的电子器件造成损伤,对数字器件进行计算机仿真模拟可以为器件的抗辐照加固提供理论支持。为了对数字器件的总剂量辐照效应进行仿真,首先需要获取数字器件的仿真模型。现今对数字器件进行总剂量效应建模的方法主要有两种,分别是物理建模方法和行为级建模方法。物理建模方法仿真精确度高,但是计算成本大,可扩展性弱。行为级模型使用简单,仿真效率高,可扩展性强,适用于数字器件的总剂量效应建模。输入输出缓冲区信息规范（Input/Output Buffer Information Specific,IBIS）模型是一种不涉及器件内部构造工艺的行为级模型,广泛应用于数字器件仿真模拟中。数字器件的IBIS模型主要由通用电路级模拟程序（Simulation Program with Integrated Circuit Emphasis,SPICE）模型仿真产生,但是随着越来越多的数字器件国产化,生产厂商不再提供涉及器件内部物理结构的SPICE模型,这增加了IBIS模型的创建难度。针对这一问题,本文实现数字器件IBIS模型电特性数据测试系统,通过实际测量器件端口特性参数,生成数字器件的IBIS模型,主要内容如下:1)数字器件IBIS模型数据测试系统实现。分析了数字器件IBIS模型数据测试系统需求,并针对系统需求进行了系统软硬件方案设计。测试系统利用上位机软件控制PXIe设备测量模块,实现了数字器件端口特性的供电、测量、显示和存储功能。2)数字器件IBIS模型数据测试系统的数据降噪及提取算法实现。系统通过小波分解滤波方法,对VT测量数据进行降噪处理,并提出一种基于差分法的自适应提取算法,解决了均匀选取的弊端,提高了VT特性数据提取的精度。本文实际测量并提取了芯片的输入输出端口特性数据,通过对比官方IBIS模型数据,验证了本测试系统的可靠性与准确性。3)IBIS建模仿真验证和模型置信度分析。本文利用测试系统测量芯片端口电特性数据,建立芯片的IBIS模型,并对芯片进行基于IBIS模型的Func IBS建模仿真。通过对比芯片IBIS模型与SPICE模型的仿真结果,进一步验证了测试系统建立的IBIS模型的准确性。本文提出了一种基于峰值差异和绝对差异的IBIS模型置信度分析法,对建立的IBIS模型进行置信度评估,证明了IBIS模型仿真的可靠性。本文建立了完整的数字器件端口电特性测试系统,并通过实验仿真验证了测试系统的可靠性和准确性,能够有效解决数字器件IBIS建模问题,为数字器件的辐照效应仿真奠定了基础。
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