15、纳米架构可靠性权衡评估

纳米架构可靠性权衡评估

在纳米架构的设计中，可靠性是一个至关重要的因素。本文将探讨用于评估纳米架构可靠性的方法，包括概率模型检查、分析方法以及基于MATLAB的工具NANOLAB。

1. 概率模型检查

概率模型检查是一种用于分析系统状态空间并计算性能指标的算法技术。NANOPRISM是基于PRISM开发的库，PRISM是伯明翰大学开发的概率模型检查器，支持分析三种类型的概率模型：离散时间马尔可夫链（DTMCs）、连续时间马尔可夫链（CTMCs）和马尔可夫决策过程（MDPs）。

我们使用DTMCs来开发通用容错架构配置的库。DTMCs指定了状态之间转换的概率，从任何给定状态进行转换的概率总和为1。DTMCs适用于传统数字电路和所考虑的故障模型，包括门中的制造缺陷和布尔网络中任何时间点可能发生的瞬态错误。

PRISM描述语言是一种基于保护命令的高级语言，其基本组件是模块和变量。系统由多个模块组成，这些模块可以通过标准过程代数操作相互交互。模块包含多个变量，代表其状态，其行为由一组保护命令描述。

DTMC模型的属性可以通过PCTL模型检查技术进行验证。PCTL是一种概率时态逻辑，是CTL的扩展，可用于表达诸如“终止最终将以至少0.98的概率发生”之类的属性。

2. 可靠性分析的分析方法

为了分析一些经典容错架构的可靠性 - 冗余权衡点，已经提出了一些理论模型。

2.1 NAND多路复用技术

• 原理 ：由冯·诺伊曼发起的多路复用技术基于大量复制不完美设备和随机易出错的互连。Han和Jonker将该技术扩展到较低的