南山数字芯片设计流程信赖推荐“本信息长期有效”

IC产品的生命周期

典型的IC产品的生命周期可以用一条浴缸曲线（Bathtub Curve）来表示。Ⅰ Ⅱ ⅢRegion (I) 被称为早夭期（Infancy period）

这个阶段产品的 failure rate 快速下降，造成失效的原因在于IC设计和生产过程中的缺陷；Region (II) 被称为使用期（Useful life period）在这个阶段产品的failure rate保持稳定，失效的原因往往是随机的，比如温度变化等等；u Region (III) 被称为磨耗期（Wear-Out period）在这个阶段failure rate 会快速升高，失效的原因就是产品的长期使用所造成的老化等。温度越高，电子流动所产生的作用就越大，其彻底***IC内一条通路的时间就越少，即IC的寿命也就越短，这也就是高温会缩短IC寿命的本质原因。认识了典型IC产品的生命周期，我们就可以看到，Reliability的问题就是要力图将处于早夭期failure的产品去除并估算其良率，预计产品的使用期，并且找到failure的原因，尤其是在IC生产，封装，存储等方面出现的问题所造成的失效原因。下面就是一些 IC 产品可靠性等级测试项目（IC Product Level reliability testitems ）

一、使用寿命测试项目（Life test items）：EFR, OLT (HTOL), LTOL①EFR:早期失效等级测试（ Early fail Rate Test ）目的: 评估工艺的稳定性，加速缺陷失效率，去除由于天生原因失效的产品。这个是数字电路基础知识，一个寄存器出现这两个时序违例时，是没有办法正确采样数据和输出数据的，所以以寄存器为基础的数字芯片功能肯定会出现问题。测试条件: 在特定时间内动态提升温度和电压对产品进行测试失效机制：材料或工艺的缺陷，包括诸如氧化层缺陷，金属刻镀，离子玷污等由于生产造成的失效。

数字IC测试仪的研究

随着集成电路技术的飞速发展,集成电路的测试技术已成为集成电路产业发展重要支撑之一,也是保证集成电路性能、质量的关键手段之一。02工艺特殊少用CMOS工艺数字IC多采用CMOS工艺，而模拟IC很少采用CMOS工艺。目前,集成电路测试仪一般价格比较高,但在电子实验室的实验中经常需要测试中、小规模数字IC好坏,数字集成电路的测试又是一项经常性的工作,所以,自己设计一台经济实用的集成电路测试仪是非常必要的。

研究了国内外集成电路测试技术,提出了基于单片机系统的数字IC测试仪的设计,设计包括硬件系统设计和软件系统设计。某些射频IC在电路板的布局也必须考虑在内，而这些是数字IC设计所不用考虑的。的***是硬件系统电路设计。设计包括AT89C52单片机的选择,可编程I/O接口,电源系统、键盘、复位电路,LED显示接口CH451,计算机与单片机串行通信接口MAX232,测试插座接口,上位计算机等。硬件系统各功能单元电路的设计全部采用模块化,每部分电路的选择都经过比较和优化设计,便于以后硬件的升级。 针对单片机电源电路带负载能力的扩流和测试插座接口电路的设计及数字IC测试向量编码方法等方面进行了改进,提高了硬件系统的可靠性,简化了软件编程,并借助EDA技术进行了验证。

数字IC中硬件木马

由于当今集成电路设计行业各个阶段的相对***性，同时芯片设计与芯片制造过程分离的产业形式，导致攻击者可能在芯片设计与制造环节中，将带有特定恶意功能的“硬件木马”电路植入到芯片内部的硬件电路中。虽然数字IC和模拟IC同属于集成电路范畴，但两者的基本工作原理截然不同，基本的工作原理的差异决定了数字IC和模拟IC不同的产品特性、设计思路、工艺选择以及市场分布情况。然而，集成电路芯片早已广泛应用于国民经济的各个领域，一旦遭受“硬件木马”攻击，必给社会各方面带来严重后果。

首先根据AES算法原理，设计并优化了一个128位的AES加密电路，并将其作为原始参考设计，在其中实现各种不同类型的硬件木马，然后从以下三个相对***的方向着手来探索数字IC设计领域中硬件木马的特性与检测方法：FPGA设计流程，首先在片上实现我们的原始AES加密设计以及植入有木马的AES设计，然后利用Nios II软核处理器搭建测试平台，来进行AES模块的测试以及其中硬件木马的检测；ASIC设计流程，通过完成原始AES加密模块和植入有木马的AES设计的后端实现并比较例如时钟树结构之类的***信息、旁路信息，探索数字ASIC设计中检测硬件木马的潜在方法；电路的概率签名理论，首先简要介绍这一理论的数学原理，然后尝试运用其来分析我们的AES设计中某一功能模块的等价性。随着三星以及台积电在近期将完成14奈米、16奈米FinFET的量产，两者都想争夺Apple下一代的iPhone芯片代工，我们将看到相当精彩的商业竞争，同时也将获得更加省电、轻薄的手机，要感谢摩尔定律所带来的好处呢。