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一种基于随机与并行计算策略的RTL级电路可靠性度量方法


技术摘要:
一种基于随机与并行计算策略的RTL级电路可靠性度量方法,首先,对网表进行解析并对相关量进行初始化,以为后续计算做好准备;接着,基于sobol序列构建均匀非伯努利序列的生成方法,并基于该序列生成方法分别利用并行计算策略构建长度为ls的电路输入向量与面向模块输出  全部
背景技术:
当前,随着人工智能技术的兴起并广泛应用,人们对其安全性的重视也提到了前 所未有的高度。然而,随着集成电路特征尺寸的缩小,电源电压的降低及工作频率的升高, 电路可靠性受软差错的影响愈发显著。这导致人工智能系统运算单元与存储单元的可靠性 容限下降,使得运算单元上的激活层与存储单元上的权重系数的数据安全受到威胁,造成 人工智能系统在高安全性要求场所的应用受限。因此,非常有必要快速准确地度量集成电 路的可靠性水平,使有助于准确评价电路可靠性对人工智能系统安全性的影响程度。 目前,对电路可靠性的研究主要集中在电路的门级,尽管这有助于提高评估的准 确性,但是不利于当前利用已有模块快速构建高可靠性电路的设计潮流。因此,有必要在 RTL级开展集成电路可靠性的快速准确评价,以适应当前的设计风潮。然而,已有的RTL级电 路可靠性评价方法主要存在难以有效兼顾评估精度与计算速度的不足,这降低了现有方法 的有效性与适用性。
技术实现要素:
为了克服现有技术的不足,本发明提供一种有效兼顾评估精度与计算速度的基于 随机与并行计算策略的RTL级电路可靠性度量方法,首先通过队列暂存技术对RTL级电路网 表进行解析,使其带有位流结构的形式。接着基于sobol序列构建一种二进制序列的生成方 法,使其满足均匀非伯努利序列的特点;然后,基于均匀非伯努利序列,构建电路的输入序 列与故障注入序列;最后,基于随机计算策略与最大-最小蚁群算法,构建一种面向并行计 算与自适应收敛策略的RTL级电路可靠性度量方法。 本发明解决其技术问题所采用的技术方案是: 一种基于随机与并行计算策略的RTL级电路可靠性度量方法,所述方法包括以下 步骤: 步骤1:网表解析及相关量的初始化,过程如下: 1 .1)通过队列暂存技术解析RTL级电路网表并提取电路的原始输入端数npt及所 有模块的输出端数mot; 1.2)初始化误差容限err及基本序列长度ls,设置ct={0},cnt=0,t=1,mx=0及 mn=ls; 步骤2:并行生成长度为ls的电路输入向量vsq,过程如下: 2.1)基于sobol序列并行生成第i个长度为ls的均匀非伯努利序列pvi; 2.2)基于并行策略从序列pvi中提取第j个元素pvij构造第j个长度为npt的电路输 入向量vsqj; 3 CN 111597765 A 说 明 书 2/3 页 其中,i=1,2,…,npt且j=1,2,…,ls; 步骤3:基于sobol序列并行为模块的第k个输出端构造一个长度为ls的故障注入 许可序列fsqk,k=1,2,…,mot; 步骤4:针对第h个输入向量vsqh,基于随机计算策略并行计算理想与故障情况下 电路所对应的逻辑输出ilvh与flvh,过程如下: 4.1)针对vsqh,调用一个线程通过随机计算策略计算在理想情况下的电路输出逻 辑ilvh;同时调用另一个线程展开计算并在原始输出端提取输出逻辑flvh,若遇到模块的第 k个输出端,则根据fsqkh的逻辑值决定是否注入故障; 4.2)若ilvh=flvh,则执行cth=cth 1; 4.3)执行cnt=cnt sum(cth); 其中,在fsqkh=1时往模块的输出端注入故障,否则不注入故障;sum指求和运算,h =1,2,…,ls; 步骤5:基于最大-最小蚁群算法构建自适应收敛计算,过程如下: 5.1)若sum(cth)>mx,则执行mx=sum(cth); 5.2)若sum(cth)err,则执行ct[ ]={0}且t=t 1,并转到步骤2;否则,转 到5.4); 5.4)输出cnt/(t×ls),算法结束。 本发明的技术构思为:在RTL级开展评估是为了了解并掌握各构成模块对电路整 体可靠性水平的影响,使有助于以较小代价快速实现电路可靠性水平的改善,从而促进集 成电路的快速有效设计。 本发明的方法,首先,对网表进行解析并对相关量进行初始化,以为后续计算做好 准备;接着,基于sobol序列构建均匀非伯努利序列的生成方法,并基于该序列生成方法分 别利用并行计算策略构建长度为ls的电路输入向量与面向模块输出端的故障注入许可序 列;然后,基于随机计算策略分别并行计算了针对各输入向量在不同状况下的电路逻辑输 出;最后,通过最大-最小蚁群算法实现了算法的自适应收敛。 以随机计算与并行计算为主要技术手段,借助均匀非伯努利序列与最大-最小蚁 群算法实现了RTL级电路可靠性的评价。该方法在保证精度的情况下以模块为单位展开快 速计算,从而使得该方法在面对超大规模集成电路的可靠性计算时仍有较好的适用性。 本发明的有益效果主要表现在:一方面,利用随机计算策略实现了以模块为单位 的RTL级电路可靠性的精确计算。另一方面,通过并行策略的使用,并结合均匀非伯努利序 列与最大-最小蚁群算法,实现了电路可靠性快速计算的目标。 附图说明 图1是一种基于随机与并行计算策略的RTL级电路可靠性度量方法的流程图。
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