Techniques d'abstraction pour l'analyse et la mitigation des effets dus à la radiation

Les effets dus a la radiation peuvent provoquer des pannes dans des circuits integres. Lorsqu'une particule subatomique, fait se deposer une charge dans les regions sensibles d'un transistor cela provoque une impulsion de courant. Cette impulsion peut alors engendrer l'inversion d'un bit ou se propager dans un reseau de logique combinatoire avant d'etre echantillonnee par une bascule en aval.Selon l'etat du circuit au moment de la frappe de la particule et selon l'application, cela provoquera une panne observable ou non. Parmi les evenements induits par la radiation, seule une petite portion genere des pannes. Il est donc essentiel de determiner cette fraction afin de predire la fiabilite du systeme. En effet, les raisons pour lesquelles une perturbation pourrait etre masquee sont multiples, et il est de plus parfois difficile de preciser ce qui constitue une erreur. A cela s'ajoute le fait que les circuits integres comportent des milliards de transistors. Comme souvent dans le contexte de la conception assiste par ordinateur, les approches hierarchiques et les techniques d'abstraction permettent de trouver des solutions.Cette these propose donc plusieurs nouvelles techniques pour analyser les effets dus a la radiation. La premiere technique permet d'accelerer des simulations d'injections de fautes en detectant lorsqu'une faute a ete supprimee du systeme, permettant ainsi d'arreter la simulation. La deuxieme technique permet de regrouper en ensembles les elements d'un circuit ayant une fonction similaire. Ensuite, une analyse au niveau des ensemble peut etre faite, identifiant ainsi ceux qui sont les plus critiques et qui necessitent donc d'etre durcis. Le temps de calcul est ainsi grandement reduit.La troisieme technique permet d'analyser les effets des fautes transitoires dans les circuits combinatoires. Il est en effet possible de calculer a l'avance la sensibilite a des fautes transitoires de cellules ainsi que les effets de masquage dans des blocs frequemment utilises. Ces modeles peuvent alors etre combines afin d'analyser la sensibilite de grands circuits. La contribution finale de cette these consiste en la definition d'un nouveau langage de modelisation appele RIIF (Reliability Information Ineterchange Format). Ce langage permet de decrire le taux des fautes dans des composants simples en fonction de leur environnement de fonctionnement. Ces composants simples peuvent ensuite etre combines permettant ainsi de modeliser la propagation de leur fautes vers des pannes au niveau systeme. En outre, l'utilisation d'un langage standard facilite l'echange de donnees de fiabilite entre les partenaires industriels.Au-dela des contributions principales, cette these aborde aussi des techniques permettant de proteger des memoires associatives ternaires (TCAMs). Les approches classiques de protection (codes correcteurs) ne s'appliquent pas directement. Une des nouvelles techniques proposees consiste a utiliser une structure de donnees qui peut detecter, d'une maniere statistique, quand le resultat n'est pas correct. La probabilite de detection peut etre controlee par le nombre de bits alloues a cette structure. Une autre technique consiste a utiliser un detecteur de courant embarque (BICS) afin de diriger un processus de fond directement vers le region touchee par une erreur. La contribution finale consiste en un algorithme qui permet de synthetiser de la logique combinatoire afin de proteger des circuits combinatoires contre les fautes transitoires.Dans leur ensemble, ces techniques facilitent l'analyse des erreurs provoquees par les effets dus a la radiation dans les circuits integres, en particulier pour les tres grands circuits composes de blocs provenant de divers fournisseurs. Des techniques pour mieux selectionner les bascules/flip-flops a durcir et des approches pour proteger des TCAMs ont etes etudiees.