16、纳米架构可靠性权衡评估

纳米架构可靠性权衡评估

1. 布尔网络可靠性分析

1.1 使用 NANOLAB 进行分析

利用 NANOLAB 对从单个门到逻辑块的任意布尔网络的不同容错架构配置进行分析，观察熵值和逻辑裕度，以确定一些有趣的事实。

1.2 与非门的可靠性和熵测量

• 输出概率分布 ：与非门的输出概率分布是不对称的，因为只有一种输入组合会使输出为逻辑低。
• 不同输入分布下的熵 ：
  • 当单个与非门的输入均匀分布时，熵较低。在较高的 KT 值下，无论是均匀还是非均匀概率分布，熵都会增加，导致逻辑裕度降低。当热能量等于逻辑能量（KT = 1）时，均匀分布情况下的熵值较低，意味着逻辑裕度更好。
  • 对于不同阶的与非门 CTMR 配置，在输入均匀分布时，0 阶 CTMR（TMR）在较低热能量水平下的熵值较高，即逻辑裕度较小。在 KT = 0.5 时，所有阶的熵值几乎收敛，此时逻辑裕度变得不显著，计算变得不可预测。2 阶 CTMR 在 KT 值为 0.25 时熵值急剧上升，表明其降低了计算的可靠性。
  • 当输入非均匀分布（逻辑高的概率为 0.8）时，2 阶 CTMR 降低了系统的可靠性，但比 0 阶 CTMR 配置要好。不同的输入能量分布可能导致不同的可靠性 - 冗余权衡点。

以下是不同情况下与非门的熵值变化总结表格：
|输入分布|KT 值|熵值变化|逻辑裕度变化|
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