[发明专利]用于预测电路故障的电路和技术

说明书

本公开涉及用于预测电路故障的电路和技术。在一些示例中，描述了一种操作电路的方法。该方法可以包括：执行电路功能，并且基于一个或多个应力发起度量、一个或多个应力受害者事件以及一个或多个初始状态条件来估计电路的故障概率。

技术领域

本公开涉及半导体电路，并且更具体地，涉及用于在使用期间评估和管理半导体电路的电路和技术。

背景技术

半导体电路在各种各样的电路应用中被使用，以便执行各种电路功能中的任何电路功能。不幸的是，半导体电路可能随着时间而劣化。例如，老化、环境暴露、应力或其它条件可能导致半导体劣化和可能的寿命终止电路故障，这是不期望的。施加到半导体电路的应力条件的量在不同情况之间变化很大。结果，半导体电路的实际操作寿命可能是不可预测的。

在许多情形下，半导体电路可以被设计成在电路将被安装到其中的系统(例如，交通工具)的寿命期间容许假设的最坏情况的任务剖面。通常，只有小百分比的设备将真正被暴露于最坏情况的任务剖面。因此，许多半导体电路关于它们的实际任务剖面而被过度设计，这可能增加与半导体电路相关联的生产成本。

有时，在可能由较大系统(例如，交通工具)内的故障引起的不可预见的例外情况下，甚至可能超过最坏情况的任务剖面，并且电路可能由于过多的应力暴露而早于预期到达其寿命终止。即使在应力实际发生的情形下电路不直接故障，也可能发生这样的过多的电路寿命劣化的情形。对于交通工具电路，这样的例外错误状况的示例可以包括：由于冷却流体损失而导致的引擎过热，或由于另一故障系统部件之间的耦合而导致的大量电磁暴露，这可能引起线束中的高瞬变。

发明内容

本公开描述用于评估电路中的老化效应并且在问题出现之前预测电路中的未来问题的技术和电路。所描述的电路和技术可以基于与电路相关联的数据来估计电路的故障概率。例如，该数据可以包括与电路相关联的一个或多个应力发起度量、与电路相关联的一个或多个应力受害者事件以及与电路相关联的一个或多个初始状态条件。数据可以由电路测量，存储在与电路相关联的存储器中，并且然后由电路用来估计电路在未来时间段内的故障概率。

所描述的电路和技术可以与针对各种各样的不同电路功能而设计的各种各样的功能电路一起使用。本公开中描述的技术和电路可以提供预测性警报，该预测性警报可以在功能电路中出现问题之前预测未来电路问题。以此方式，可以在电路呈现实际问题或故障之前标识并且执行系统维护(例如，以替换较大系统内的功能电路)。本公开的电路和技术可以提升设备或系统中(诸如交通工具或类似场景中)的安全性和可靠性。

在一个示例中，本公开描述了一种电路，该电路包括：功能单元，其被配置为执行电路功能；存储器，其被配置为存储与电路的使用相关联的应力数据，其中应力数据包括在电路的使用期间测量的一个或多个应力发起度量、在电路的使用期间标识的一个或多个应力受害者事件以及与制造电路相关联的一个或多个初始状态条件；以及故障预测单元，其被配置为基于一个或多个应力发起度量、一个或多个应力受害者事件以及一个或多个初始状态条件来估计电路的故障概率。

在另一示例中，本公开描述了一种操作电路的方法，该方法包括：执行电路功能；以及基于一个或多个应力发起度量、一个或多个应力受害者事件以及一个或多个初始状态条件来估计电路的故障概率。

在附图和以下描述中阐述了一个或多个示例的细节。其它特征、目的和优点将从说明书和附图以及从权利要求书中显而易见。

附图说明

图1是示出根据本公开的一个示例的电路的框图。

图2是示出模型相关器单元的操作的框图，该模型相关器单元可以对应于根据本公开的一些示例的故障预测单元。

图3是图示电路可以估计在其中的故障概率的预测时间框架的曲线图。

图4A和图4B是示出与两个不同示例电路(例如，半导体芯片)相关联的一些示例生产测量结果的曲线图。