【XH】 現代電子係統軟錯誤

【XH】 現代電子係統軟錯誤 pdf epub mobi txt 電子書 下載 2025

韓鄭生 著
圖書標籤:
  • 電子係統
  • 軟錯誤
  • 可靠性
  • 容錯
  • 現代電子技術
  • 半導體
  • 數字電路
  • 測試與驗證
  • 故障分析
  • 嵌入式係統
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店鋪: 愛尚美潤圖書專營店
齣版社: 電子工業齣版社
ISBN:9787121290978
商品編碼:29489645551
包裝:平裝
齣版時間:2016-06-01

具體描述

基本信息

書名:現代電子係統軟錯誤

定價:59.00元

作者:韓鄭生

齣版社:電子工業齣版社

齣版日期:2016-06-01

ISBN:9787121290978

字數:

頁碼:256

版次:1

裝幀:平裝

開本:16開

商品重量:0.4kg

編輯推薦


適讀人群 :本書適用於微電子與固體電子學專業的教師、研究生和本科生,也可供高可靠抗輻射集成電路領域的研究人員和工程技術人員使用。

完整描述瞭軟錯誤産生的復雜物理機製, 涵蓋瞭很多技術領域;

n

詳細介紹瞭閤理成本下的軟錯誤降錯方法, 包括軟件技術和硬件技術;

n

討論瞭其他可靠性威脅,如波動性、 電磁兼容和加速老化等問題的解決方法。

n


內容提要


本書係統闡述瞭軟錯誤發生的復雜物理過程,全書共分為10章。主要介紹瞭軟錯誤研究曆史和未來發展趨勢; 單粒子效應發生機製與分類;JEDEC標準;門級建模與仿真;電路級和係統級單粒子效應建模與仿真;硬件故障注入;采用加速測試與錯誤率預估技術,評估驗證麵嚮空間或地麵環境的集成電路;電路級軟錯誤抑製技術;軟件級軟錯誤抑製技術;高可靠電子係統軟錯誤性能的技術指標與驗證方法。全書總結瞭過去,預測瞭未來趨勢,闡述瞭單粒子的翻轉物理機製、建模、軟錯誤抑製技術以及業界和學界的研究成果。

目錄


章 天地間的軟錯誤: 曆史迴顧、 實驗證據和未來趨勢
1.1 介紹
1.2 曆史
1.3 電子係統中的軟錯誤
1.4 等比例縮小對於軟錯誤的影響
1.4.1 SRAM軟錯誤率的變化趨勢
1.4.2 DRAM軟錯誤率的變化趨勢
1.4.3 鎖存器和觸發器的軟錯誤率
1.4.4 組閤邏輯電路軟錯誤率
1.4.5 單粒子閂鎖變化趨勢
1.4.6 未來趨勢
1.5 結論
參考文獻
第2章 單粒子效應: 機理和分類
2.1 介紹
2.2 背景環境、 作用機理及反衝能量損失
2.2.1 自然輻照環境
2.2.2 中子和物質的相互作用: 産生高能反衝物
2.2.3 反衝物: 離化和射程
2.2.4 電離
2.2.5 結論
2.3 電子元器件和係統中的單粒子效應
2.3.1 單粒子效應定義
2.3.2 軟錯誤率
2.3.3 臨界電荷標準
2.3.4 電路仿真中的電流脈衝描述
2.4 器件敏感度
2.4.1 單粒子瞬態
2.4.2 單粒子翻轉
2.4.3 SRAM和DRAM中的多位翻轉和多單元翻轉
2.4.4 單粒子功能中斷
2.4.5 單粒子事件閂鎖
2.5 結論
參考文獻
第3章 JEDEC標準: 用於測試和報告α粒子和地錶宇宙射綫引起的軟錯誤
3.1 介紹
3.1.1 JESD89係列標準的意義
3.1.2 術語和定義
3.1.3 標準所涵蓋的器件
3.1.4 報告要求
3.2 加速α粒子軟錯誤率測試(參見JESD89A第四部分和JESD892A)
3.2.1 α粒子能譜和發射率(參見JESD89A 附錄D)
3.2.2 α粒子源的選擇(參見JESD89A 5.4.1節和JESD892A 4.2.2.1節)
3.2.3 封裝和製樣(參見JESD89A 5.3節和5.4.5節以及JESD892A 4.4節)
3.2.4 外推加速失效率至現場使用環境(參見JESD89A 5.6.4節)
3.2.5 加速α粒子測試的優勢和局限性
3.3 加速高能中子測試(參見JESD89A第六部分和JESD893A)
3.3.1 地球環境高能中子注量與能譜(參見JESD89A 6.6.2.4節)
3.3.2 基於參考譜外推至其他位置和條件(參見JESD89A附錄A.3)
3.3.3 測試裝置(參見JESD89A 6.2節)
3.3.4 封裝、 製樣和次級離子效應(參見JESD893A 5.4節和附錄A)
3.3.5 束流特性(參見JESD89A 6.5節)
3.3.6 單一能量束流下的軟錯誤率(參見JESD89A 6.6節)
3.3.7 基於寬譜中子束流的軟錯誤率(參見JESD89A 6.6.2.4節)
3.3.8 加速高能中子測試的優點和局限性
3.4 加速熱中子軟錯誤率測試
3.4.1 背景(參見JESD89A 7.1節)
3.4.2 熱中子譜(參見JESD89A附錄A.4)
3.4.3 封裝和製樣(參見JESD89A 7.3節)
3.4.4 熱中子源的選擇、 校準和屏蔽效應(參見JESD89A 7.4節)
3.4.5 單粒子翻轉截麵和單粒子翻轉率(參見JESD89A 7.6.2節)
3.4.6 加速熱中子測試的優勢和局限性
3.5 實時(非加速)軟錯誤率測試
3.5.1 測試方法目標
3.5.2 大樣本和長時間測試
3.5.3 區分α粒子和中子對於軟錯誤率的影響
3.5.4 高空測試以增加中子對軟錯誤率的影響
3.5.5 建築物的屏蔽效應(參見JESD89A附錄A.5)
3.5.6 小FIT和置信度(參見JESD89A附錄C)
3.5.7 實時測試的優點和局限性
3.6 結論
參考文獻
第4章 門級建模和仿真
4.1 介紹
4.2 基於核反應的濛特卡羅選擇和器件仿真, 從核交互到瞬態電流計算
4.2.1 中子/物質核反應數據庫
4.2.2 次級離子引發的瞬態電流
4.2.3 舉例: 高能中子在SRAM中引發的單粒子翻轉和多單元翻轉
4.3 邏輯門電路SET和SEMT濛特卡羅仿真
4.3.1 單個粒子引起多個瞬態電流
4.3.2 拓撲描述和工藝描述
4.3.3 核反應實例
4.3.4 瞬態脈衝計算
4.3.5 電流脈衝統計
4.4 時序電路和組閤電路的軟錯誤評估SPICE分析方法學
4.4.1 精簡的瞬態電流分析
4.4.2 敏感結點列錶
4.4.3 自動化多瞬態電流仿真
4.4.4 結果分析
4.4.5 以反相器為例
4.4.6 多瞬態故障注入結果
4.5 結論
參考文獻
第5章 電路級和係統級的單粒子效應建模與仿真
5.1 介紹
5.2 定義目標對象
5.2.1 單粒子效應模型和度量
5.2.2 功能失效
5.2.3 電路錶徵和抽象級彆
5.3 SEE分析方法和概念
5.3.1 定量SEE分析
5.3.2 電學降額
5.3.3 時序降額
5.3.4 邏輯降額
5.3.5 功能降額
5.4 動態SEE分析
5.4.1 綜述
5.4.2 門級網錶SEE仿真
5.4.3 行為級/RTL/HLS SEE仿真
5.5 靜態SEE分析
5.5.1 綜述
5.5.2 門級
5.5.3 行為級/RTL級
5.5.4 架構/模塊
5.6 結論
參考文獻
第6章 硬件故障注入
6.1 介紹
6.2 硬件故障注入技術
6.2.1 物理故障注入
6.2.2 邏輯故障注入
6.2.3 基於電路仿真的邏輯故障注入
6.3 故障注入係統
6.3.1 工作負載
6.3.2 故障列錶
6.3.3 故障分類
6.3.4 結果分析
6.3.5 通信
6.4 故障注入優化
6.4.1 自動仿真
6.4.2 故障評估進程
6.4.3 狀態恢復
6.4.4 早期故障分類
6.4.5 嵌入式存儲器
6.5 結論
參考文獻
第7章 用於空間和地麵應用的集成電路的鑒定: 加速實驗和錯誤率預測
7.1 介紹
7.2 輻射産生單粒子效應及其對集成電路的影響
7.3 加速實驗: 方法和相關的結果
7.3.1 截麵的概念
7.3.2 靜態和動態的SEU試驗方法
7.4 實驗設施: 重離子、 中子、 質子加速器和激光
7.4.1 重離子
7.4.2 質子
7.4.3 中子
7.4.4 微束和激光
7.5 需求的實驗平颱和通用實驗平颱的描述
7.5.1 介紹
7.5.2 ASTERICS實驗平颱
7.6 地麵輻照實驗: 案例研究
7.6.1 SRAM存儲器
7.6.2 處理器和微控製器
7.6.3 SRAM型現場可編程門陣列(FPGA)
7.7 針對處理器架構的動態截麵預測的硬件/軟件故障注入方法: 案例研究
7.8 結論
參考文獻
第8章 電路級軟錯誤抑製技術
8.1 介紹
8.2 存儲器中軟錯誤的加固設計
8.2.1 1位糾錯2位檢錯碼
8.2.2 消除ECC保護存儲器的速度代價
8.2.3 ECC與非標準存儲器
8.3 CRC碼
8.4 裏德所羅門碼
8.4.1 編碼
8.4.2 校正子計算
8.5 使用內置電流傳感器保護存儲器
8.6 抑製邏輯電路中的錯誤
8.6.1 加固存儲單元
8.6.2 抑製SET
8.7 結論
參考文獻

第9章 軟件級軟錯誤抑製技術
9.1 介紹
9.2 影響數據的錯誤
9.2.1 運算復製
9.2.2 進程級復製
9.2.3 程序級復製
9.2.4 可執行的判斷
9.3 影響執行流程的故障
9.3.1 背景
9.3.2 ECCA
9.3.3 CFCSS
9.3.4 YACCA
9.3.5 CEDA
9.4 容錯
9.4.1 設計多樣性
9.4.2 檢查點
9.4.3 基於算法的容錯
9.4.4 復製
9.5 結論
參考文獻
0章 可靠電子係統的軟錯誤性能的規範與驗證
10.1 介紹
10.2 係統軟錯誤的規範
10.2.1 互聯網核心網絡的要求
10.2.2 構建規範
10.3 設計一個滿足規範的係統
10.3.1 存儲器
10.3.2 觸發器
10.3.3 模型的結果
10.4 軟錯誤的性能驗證
10.5 結論
參考文獻

作者介紹


韓鄭生,中科院微電子研究所研究員/教授,博士生導師,研究方嚮為微電子學與固體電子學,從事集成電路工藝技術、電路設計方麵的工作,曾任高級工程師,光刻工藝負責人,研究室副主任兼任測試工藝負責人,矽工程中心産品部主任,項目/課題負責人。國傢特殊津貼獲得者。國傢自然基金麵上項目評審專傢。 Michael Nicolaidis是軟錯誤研究領域中的**,他曾開展過很多原創性的研發工作,發錶過大量學術論文,申請和擁有很多發明,並建立瞭iROC Technologies公司,該公司針對電子係統提供完整的軟錯誤分析和設計服務方案。

文摘


序言



【XH】 現代電子係統軟錯誤 前言 在信息技術飛速發展的今天,電子係統已滲透到我們生活的方方麵麵,從微小的傳感器到龐大的數據中心,它們共同構建起一個高效、便捷的現代社會。然而,隨著集成電路的密度不斷提高,工作電壓持續降低,以及工作環境日趨復雜,電子係統麵臨著前所未有的挑戰,其中,“軟錯誤”的齣現,已成為影響係統可靠性、穩定性和安全性的一個關鍵問題。 軟錯誤,顧名思義,是指在電子器件中發生的瞬時、非破壞性的狀態變化。它們不會對硬件本身造成永久性的物理損傷,但會改變存儲單元(如存儲器中的比特位)的值,導緻數據損壞、程序執行異常、甚至係統崩潰。與硬錯誤(如物理損壞、老化導緻的功能失效)不同,軟錯誤往往是隨機發生的,且其發生概率受到多種因素的影響,包括輻射粒子(如宇宙射綫、α粒子)的撞擊、電源電壓波動、電磁乾擾、以及設計和製造過程中的細微缺陷等。 本書的宗旨在於深入剖析現代電子係統中軟錯誤産生的機理、錶現形式、檢測方法以及防護策略。我們將從基礎的半導體物理學和器件行為齣發,逐步深入到復雜的集成電路設計和係統架構層麵,全麵揭示軟錯誤對不同類型電子設備和係統帶來的挑戰。本書的目標讀者群廣泛,包括但不限於: 電子工程、計算機科學和相關領域的學生: 為他們提供紮實的理論基礎和前沿的研究視野,幫助他們理解現代電子係統設計中的關鍵可靠性問題。 集成電路設計工程師: 為他們提供關於軟錯誤防護的設計理念、工具和技術,助力設計齣更具魯棒性的芯片。 係統工程師和架構師: 為他們提供關於軟錯誤在係統層麵影響的分析方法和應對策略,以構建更可靠的電子係統。 質量保證和測試工程師: 為他們提供更深入的軟錯誤檢測和驗證的思路和方法。 對電子係統可靠性感興趣的研究人員和技術愛好者: 幫助他們全麵瞭解軟錯誤的現狀和發展趨勢。 第一部分:軟錯誤的基礎理論 在深入探討軟錯誤的具體錶現和防護技術之前,我們必須建立起對軟錯誤産生根源的深刻理解。本部分將從最基礎的層麵開始,為讀者構建起堅實的理論基石。 第一章:半導體器件中的物理機製 PN結和MOSFET的電荷行為: 詳細闡述PN結的形成、載流子擴散與漂移,以及MOSFET的工作原理,強調電荷在器件內部的流動和存儲。 瞬態電荷注入: 重點分析高能粒子(如α粒子、質子、中子)與半導體材料相互作用時,如何在器件內部産生大量的電子-空穴對。 電荷收集和放大: 探討這些瞬態産生的載流子如何在器件的結區或溝道中被收集,以及其可能産生的瞬態電流脈衝。 亞閾值導電和寄生效應: 分析這些微弱電流脈衝如何影響器件的電壓或電流特性,以及對周圍電路産生的潛在乾擾。 電路節點上的電壓瞬變: 解釋瞬態電荷注入如何導緻電路節點電位的瞬時變化,以及這種變化是否足以跨越邏輯門電路的判決閾值。 第二章:軟錯誤的類型與錶現 單粒子翻轉(Single Event Upset, SEU): 定義與機理: 詳細介紹SEU的概念,即單個高能粒子引起的存儲單元(如D觸發器、SRAM單元)狀態翻轉。 影響範圍: 分析SEU可能影響的器件類型,包括SRAM、DRAM、寄存器、Flip-Flops等。 錶現形式: 描述SEU導緻的常見問題,如數據損壞、指令錯誤、寄存器數值改變等。 多粒子翻轉(Multiple Event Upset, MEU): 定義與機理: 解釋當一個高能粒子引發的電離軌跡足夠寬,或同時影響多個相鄰的存儲單元時,發生的MEU。 威脅增加: 指齣MEU比SEU更具破壞性,因為它可能導緻更廣泛的數據損壞。 單粒子瞬態(Single Event Transient, SET): 定義與機理: 闡述SET是由高能粒子引起的邏輯門輸齣的短暫脈衝,該脈衝本身可能不足以翻轉存儲單元,但可能被後續的組閤邏輯電路傳播並觸發錯誤。 傳播與放大: 分析SET如何在組閤邏輯電路中傳播,以及其脈衝寬度和幅值如何影響其最終的破壞力。 軟錯誤觸發: 解釋SET如何間接導緻數據錯誤,例如,當SET脈衝在時鍾邊沿到來時,可能會導緻寄存器被錯誤地寫入。 單粒子關斷(Single Event Gate Oxide and Device Breakdown, SEGOD, SEB): 定義與機理: 介紹SEGOD和SEB是更嚴重的粒子效應,可能導緻器件的柵氧化層擊穿或器件的永久性損傷,雖然本質上是硬錯誤,但早期跡象可能錶現為軟錯誤。 長期影響: 討論這些效應的潛在長期可靠性風險。 第二部分:軟錯誤在現代電子係統中的體現 軟錯誤的影響並非孤立存在於器件層麵,它們會通過各種途徑滲透到整個電子係統中,對係統的性能和可靠性造成嚴峻挑戰。本部分將聚焦於軟錯誤在不同層次係統中的具體錶現。 第三章:存儲器中的軟錯誤 SRAM的脆弱性: 單元結構與電荷敏感性: 詳細解析SRAM的基本存儲單元(例如6T SRAM),分析其對微小電荷擾動的敏感性。 SEU在SRAM中的錶現: 描述SRAM中SEU如何直接導緻存儲位翻轉,引發數據錯誤。 位翻轉率(Bit Flip Rate, BFR)分析: 介紹評估SRAM軟錯誤發生概率的常用模型和參數。 DRAM的軟錯誤: 電容存儲與電荷漏泄: 解釋DRAM依靠微小的電容存儲信息,其電荷量非常有限,更容易受到外來電荷的影響。 DRAM的錯誤模式: 分析DRAM中SEU可能導緻的讀齣錯誤、寫入錯誤,以及因數據刷新機製受乾擾而引起的更復雜問題。 非易失性存儲器(NVM)的軟錯誤: Flash和EEPROM: 探討NVM在存儲電荷方麵的機製,以及它們對高能粒子的相對抗性,但仍可能發生某種形式的軟錯誤。 第四章:處理器和邏輯電路中的軟錯誤 寄存器和指令流水綫: 寄存器翻轉: 分析處理器內部寄存器(如通用寄存器、程序計數器、狀態寄存器)發生SEU後的直接影響,如指令執行錯誤、跳轉到錯誤地址等。 指令流水綫中的傳播: 探討SEU在指令流水綫中的傳播路徑,以及如何可能導緻指令重排錯誤或數據依賴性問題。 緩存(Cache)中的軟錯誤: 緩存行的狀態翻轉: 分析緩存中存儲的指令或數據發生SEU後的影響,可能導緻CPU讀取到錯誤數據或指令。 緩存一緻性問題: 探討SEU對多處理器係統中緩存一緻性協議可能造成的乾擾。 組閤邏輯和時序邏輯電路: SET的傳播與放大: 再次強調SET在復雜組閤邏輯中的傳播,以及它如何可能被時序電路捕獲,導緻狀態錯誤。 時鍾和控製信號: 分析時鍾信號或關鍵控製信號受到SET影響可能引發的係統級問題。 第五章:互連綫和通信鏈路中的軟錯誤 傳輸綫中的乾擾: 信號完整性問題: 探討高能粒子在傳輸綫上誘導的瞬態電荷,如何影響信號的電壓或時序,可能被接收端誤判。 串擾和EMI: 分析粒子效應與其他電磁乾擾源的疊加效應。 通信協議層麵的影響: 數據包損壞: 解釋在傳輸過程中,例如通過USB、PCIe、以太網等接口傳輸的數據包,若其中的部分比特翻轉,會導緻數據包錯誤,需要重傳。 協議控製信息的誤讀: 分析控製信息(如起始位、結束位、校驗位)的錯誤如何導緻通信中斷或協議失效。 第三部分:軟錯誤的檢測與防護策略 麵對軟錯誤的嚴峻挑戰,科學傢和工程師們開發瞭多種有效的檢測和防護技術,以提高電子係統的可靠性。本部分將深入介紹這些關鍵技術。 第六章:軟錯誤的檢測方法 地麵測試和空間輻射測試: 地麵模擬: 介紹使用α粒子源、X射綫源、質子加速器等進行地麵模擬測試的方法,以評估器件的敏感度。 實地輻射環境測試: 討論在空間站、高空飛機或特定輻射環境下進行的真實測試,以獲取更準確的可靠性數據。 邏輯激勵和故障注入: 功能覆蓋率: 解釋如何通過設計特定的測試嚮量,最大化覆蓋邏輯電路,以檢測潛在的軟錯誤。 故障注入技術: 介紹仿真或硬件故障注入技術,模擬粒子效應,評估係統的脆弱性。 軟件層麵的檢測: 冗餘校驗: 探討使用冗餘校驗和(如ECC)、循環冗餘校驗(CRC)等來檢測數據錯誤。 異常檢測: 分析通過監控程序執行流程、內存訪問模式等來發現異常。 第七章:硬件層麵的防護技術 冗餘設計: 三模冗餘(Triple Modular Redundancy, TMR): 詳細闡述TMR原理,即用三個相同的模塊並行工作,並通過多數錶決器進行輸齣,能夠容忍一個模塊的錯誤。 雙冗餘(Dual Redundancy): 分析雙冗餘的應用場景和局限性。 時間冗餘: 介紹通過多次執行操作並比較結果來檢測和糾正錯誤。 糾錯碼(Error Correction Code, ECC): Hamming碼、Reed-Solomon碼等: 深入解析不同類型ECC的工作原理,包括糾錯能力和開銷。 ECC在存儲器中的應用: 重點講解ECC在SRAM、DRAM和NVM中的實現方式和優勢。 硬件防護電路設計: 鎖存器(Latch)設計: 介紹在關鍵節點使用具有抗乾擾能力的鎖存器設計。 時鍾域隔離和同步: 分析如何通過閤理設計時鍾域和同步機製,降低SET傳播風險。 防護門(Guard Gates): 介紹在關鍵信號路徑上插入具有抗乾擾能力的邏輯門。 工藝和材料的改進: 器件襯底選擇: 討論SOI(Silicon-On-Insulator)等襯底技術對減少粒子注入效應的作用。 封裝和屏蔽: 分析使用導電性材料進行封裝,或在封裝層加入屏蔽層,以減少外部輻射的影響。 第八章:軟件和係統層麵的防護策略 軟件容錯技術: 數據校驗和糾錯: 再次強調軟件層麵實現的ECC和CRC。 程序執行監控: 介紹使用看門狗(Watchdog Timer)等機製,監控程序是否正常運行。 異常處理機製: 強調編寫健壯的異常處理代碼,以便在檢測到錯誤時進行恢復。 軟件復位和重啓策略: 分析在發生嚴重錯誤時,如何安全地進行軟件復位或係統重啓。 係統架構設計: 冗餘係統架構: 探討如何在係統層麵實現冗餘,例如使用雙機熱備、多機並行等。 容錯操作係統: 介紹支持軟錯誤容錯的操作係統特性。 動態錯誤檢測與恢復: 分析如何構建能夠實時檢測和動態恢復錯誤的係統。 功耗管理和電源穩定性: 探討不穩定的電源如何加劇軟錯誤,以及良好的電源管理的重要性。 第九章:未來發展趨勢與挑戰 更先進的半導體工藝: 隨著製造工藝節點的不斷縮小,器件尺寸更小,工作電壓更低,軟錯誤的敏感度可能會進一步增加,對防護技術提齣更高的要求。 新興計算範式: 量子計算、神經形態計算等新興計算範式在麵對軟錯誤時可能麵臨全新的挑戰和機遇。 人工智能與軟錯誤: 探討如何利用人工智能技術來更精確地預測、檢測和防護軟錯誤。 標準與認證: 隨著軟錯誤問題的日益突齣,相關的行業標準和認證體係將變得更加重要。 多物理場效應的耦閤: 軟錯誤可能與其他環境因素(如溫度、濕度、電磁場)相互作用,産生更復雜的係統行為,需要更全麵的分析。 結語 軟錯誤是現代電子係統設計中一個不可迴避的挑戰,它對係統的可靠性、可用性和安全性構成瞭持續的威脅。本書通過由淺入深的講解,旨在為讀者提供一個全麵、深入的視角,理解軟錯誤的本質,掌握其在不同係統層次的體現,並熟悉先進的檢測和防護技術。我們相信,通過對軟錯誤的深入研究和持續創新,我們將能夠構建齣更加健壯、可靠的電子係統,支撐起日益復雜的數字世界。

用戶評價

評分

這本書的深度和廣度都超齣瞭我的預期。我原以為它會側重於某一種特定的糾錯算法,但實際上,作者構建瞭一個宏大的技術全景圖。它涵蓋瞭從基礎的半導體物理學到復雜的係統架構設計。其中對“軟錯誤注入與測試驗證方法學”的討論,簡直是教科書級彆的範例。作者詳細列舉瞭如何建立可信的測試平颱,如何模擬不同類型的輻射環境,以及如何量化係統的實際可靠性指標(如MTBF的修正計算)。這種對“如何驗證”的關注,體現瞭作者極高的工程素養。很多廠商在宣傳自己的容錯能力時往往誇大其詞,但這本書卻提供瞭一套嚴謹的、可復現的評估標準。它教會我們如何用科學的、而不是憑感覺的方式去判斷一個電子係統的“健壯性”。對於係統集成商和最終用戶而言,這本書是甄彆高質量産品的必備讀物,它揭示瞭“好設計”背後的科學依據。

評分

這本書的價值在於它深刻地闡釋瞭“不確定性”在現代計算領域的核心地位。它將軟錯誤這個問題提升到瞭一個哲學高度,即在一個充滿隨機噪聲的環境中,如何構建齣確定性的計算結果。閱讀過程中,我最大的感受是作者對於“權衡”藝術的掌握。沒有一種技術是完美的,每種軟錯誤緩解措施都伴隨著資源消耗。書中對“容錯預算”的分配模型分析得非常透徹,它幫助讀者理解在資源有限的情況下,如何根據應用場景的風險等級來製定最經濟有效的容錯策略。例如,對於批處理係統和實時控製係統,錯誤處理的優先級和懲罰機製是完全不同的,書中針對這些差異給齣瞭詳盡的對比分析。這種高度的場景化分析,讓這本書的實用性大大增強。它不僅僅是知識的傳遞,更是一種解決實際工程難題的思維方式的培養。

評分

這本我最近讀完的關於現代電子係統軟錯誤的著作,確實給我帶來瞭很多啓發。作者在開篇部分花瞭大量篇幅闡述瞭半導體器件在當前集成電路設計中所麵臨的嚴峻挑戰,特彆是宇宙射綫和電離輻射對SRAM等存儲單元可靠性的衝擊。書中詳細分析瞭軟錯誤發生的物理機製,從單粒子翻轉(SEU)到多比特翻轉(MBU),每一個環節的推導都邏輯嚴謹,數據詳實。我尤其欣賞作者對於現有糾錯碼(ECC)技術局限性的剖析,它不是簡單地堆砌技術名詞,而是深入探討瞭在超深亞微米工藝節點下,傳統SECDED編碼在應對突發性、大規模翻轉錯誤時的失效模式。書中還穿插瞭多個實際案例研究,展示瞭數據中心、航空電子設備和醫療設備中軟錯誤引發的嚴重後果,這使得原本枯燥的理論分析立刻變得鮮活起來,讓人真切感受到提升係統魯棒性的緊迫性。對於任何從事高可靠性電子設計或者需要理解底層硬件容錯機製的工程師來說,這本書都是不可多得的參考資料,它提供瞭一個非常紮實的理論基礎,為後續的創新性解決方案奠定瞭堅實的知識框架。

評分

我必須承認,這本書的某些章節需要反復閱讀纔能完全領會其精髓,尤其是在探討高級的軟錯誤掩蔽技術時,涉及到瞭一些復雜的電路拓撲和算法優化。然而,正是這種挑戰性,讓它區彆於市麵上那些浮於錶麵的技術概述。作者敢於深入探討那些尚未完全成熟的前沿研究方嚮,比如基於AI的錯誤預測與預防機製,這錶明這本書不僅是現有技術的總結,更是對未來十年電子係統可靠性發展趨勢的預判。書中對未來工藝節點的挑戰預測,特彆是對量子效應可能帶來的新型軟錯誤模式的探討,展現瞭作者的遠見卓識。總而言之,這是一本厚重且極具洞察力的專業著作,它以一種近乎苛刻的嚴謹態度,解剖瞭現代電子係統中“隱形殺手”的本質,是該領域研究者和高級設計師不可繞過的裏程碑式作品。

評分

讀完這本書,我感覺自己仿佛置身於一個微觀世界的戰場,每一次存儲單元的狀態變化都被作者用精確的數學模型和概率論進行瞭描繪。這本書的敘述風格非常注重工程實踐與前沿科學的結閤。它並沒有停留在理論的象牙塔中,而是緊密圍繞著如何通過設計手段來“馴服”這些隨機齣現的錯誤。比如,書中關於時序保護和冗餘設計的部分,提供瞭多種不同成本效益比的實現方案,並用圖錶清晰地對比瞭它們在麵積開銷、延遲增加和錯誤覆蓋率之間的權衡關係。我特彆喜歡其中關於“軟錯誤對策的層級化管理”這一章節,它提齣瞭一種自底嚮上、多層次防禦的策略,從物理層級的屏蔽材料到係統層級的軟件校驗,構建瞭一個立體的防禦體係。這本書的語言雖然專業,但結構清晰,邏輯鏈條非常完整,即便是初次接觸這個領域的讀者,隻要具備一定的電子學基礎,也能循著作者的思路逐步深入。它不僅僅是告訴我們“哪裏會錯”,更重要的是引導我們思考“如何聰明地應對錯誤”。

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