確保可以避免晶片在使用現場出現故障的自動化方法

不知道您怎麼看，但只要提到關鍵任務應用，我就會立即聯想到太空探索或軍事行動。然而在如今的世界，我們身邊到處充斥著關鍵任務應用。試想一下，在雲端應用的資料，要如何管理、分析和共享，才能執行會涉及到安全性及安全保障的任務；亦或者，以物聯網為基礎的居家安全性系統或煙霧警報器等應用，應該能穩定運作，並在突發狀況發生時發送警報。自駕車有會怎麼樣呢？一次故障可能就會造成嚴重損壞，甚至致命。如果您仔細觀察，就會發現，從旅行到醫療、能源、製造，乃至網路連線，關鍵性任務應用確實存在於人們生活的各個面向。

系統單晶片(SoC) 是這些關鍵任務應用的核心，因此我們要如何確保這些 SoC 不會出現故障呢？我們要如何確認這些設計是否具備足夠韌性，可以因應隨機硬體故障？晶片在開發及驗證過程中，通常會偵測到系統故障，並將其修復，然而，現場的隨機故障通常是無法預測，也難以預先規劃因應措施，進而產生嚴重後果。裝置不但必須穩定，還能依預期的正常運作，而且針對隨機突發的故障，還要具有韌性，能夠修正或緩解這些故障狀況。

裝置也必須能持久耐用。在開發階段可以透過模型、DFM、測試及模擬，將老化效應納入設計穩定性的考量。然而，在設計階段，則必需考慮到隨機故障。安全機制或安全措施 (SM) 設計，是確保關鍵任務設計可以在裝置使用壽命期間，不受單粒子翻轉 (Single Event Upsets, SEUs) 等隨機故障影響的關鍵。

以備援(redundancy)的方式將安全機制/措施添加到設計中以防止 SEU，並不是一個全新的概念，它已經存在數十年了。然而，這種工作很大程度需要手動執行。手動插入安全機制/措施 十分費力，而且容易出錯，因為必須考量物理佈局限制和繞線，以確保這些安全機制/措施不會對重置(reset)、功率或時脈網路訊號等元素產生負面的級聯(cascading)效應。

新思科技合成和實作工具提供完全自動化插入安全機制/措施的方法，讓關鍵任務設計更具韌性。在合成階段可以自動插入元素，而佈局繞線 (place and route, P&R) 工具將有助解決物理實作挑戰，例如：訊號網的佈局距離和繞線獨立性。我們擬定一份技術白皮書，詳細說明加入這些安全機制/措施的流程，分析並驗證這些安全機制/措施符合從 RTL 到 GDSII 的要求。請下載「針對關鍵任務SoC設計增加韌性的自動化方法」技術白皮書，瞭解更多資訊。