Projectes R+D

Projecte principal:    MARAGDA

http://www2.imse-cnm.csic.es/maragda/

(Projectes I+D+i - Retpes 2013. Programa Estatal d'Investigació, Desenvolupàment innovació orientada als Retpes de la Societat)

Título: Aproximació multinivell al diseny orientat a la fiabilitat de circuits integrats analògics i digitals.
Acrònim: MARAGDA
Duració del projecte: 3 años

Paraules clau: Variabilitat, Fiabilitat, CMOS, Dispositius emergents, Metodologies de modelat/simulació/síntesi, Diseny per variabilitat-fiabilitat, Sensors, adaptació, reconfiguració, tolerancia a fallades.

Resumen del proyecto:

El proyecto MARAGDA se enmarca en el contexto tecnológico actual en el que la variabilidad de los dispositivos en las tecnologías CMOS modernas, con dimensiones de nanoescala, impone un serio cambio de paradigma en todos los aspectos relacionados con el diseño de circuitos integrados. Los procesos de fabricación introducen heterogeneidades entre componentes de tipo estadístico, que se manifiestan como desviaciones aleatorias en sus características, incluso dentro de un mismo circuito integrado. De manera añadida, los elevados campos eléctricos y temperaturas en los dispositivos, resultado del agresivo escalado, causan una drástica amplificación de sus mecanismos de degradación o envejecimiento, que llevan a su vez a unas variaciones dependientes del tiempo. La combinación de ambos fenómenos, variabilidad y degradación, conducen a una negativa, aleatoria y progresiva deriva de las características eléctricas de los dispositivos, que causa a su vez una variabilidad paralela en circuitos y sistemas, impactando dramáticamente al rendimiento de fabricación, a sus prestaciones y fiabilidad, si se implementan bajo los principios convencionales del diseño de circuitos integrados. Para reducir o evitar los efectos de la variabilidad se deben adoptar estrategias multicapa o multinivel (en el flujo de diseño), tal como se pauta en el ITRS. El proyecto MARAGDA adopta esta aproximación multinivel, desarrollando nuevos principios y metodologías de diseño a través de sus diversas capas para conseguir circuitos analógicos, de señal mixta, RF (AMS/RF) y digitales de altas prestaciones y elevada robustez. En el proyecto se coordinan los conocimientos complementarios de los tres equipos solicitantes, todos ellos con demostrada experiencia en los campos de la variabilidad y fiabilidad en nanoelectrónica: la caracterización eléctrica y fiabilidad de dispositivos (UAB), las metodologías de síntesis de circuitos AMS/RF (IMSE-US), el diseño de circuitos AMS/RF (IMSE-US y UPC) y las metodologías de diseño de circuitos digitales adaptativos, reconfigurables y tolerantes a fallos (UPC). Mediante este conocimiento conjunto y una metodología compartida entre los equipos, el proyecto ofrece un enfoque multicapa en el diseño de circuitos integrados. El proyecto analiza la variabilidad y degradación estadística usando técnicas de caracterización de alta resolución, con el objetivo de desarrollar los modelos adecuados, que combinados con una eficiente metodología de simulación de fiabilidad (desarrollada en el proyecto), permitirán a los diseñadores valorar el impacto de la variabilidad y degradación a nivel de dispositivo en las prestaciones, rendimiento y fiabilidad de los sistemas desarrollados. Esta metodología permitirá a su vez la investigación de innovadoras metodologías de síntesis y diseño multicapa de circuitos AMS/RF y digital que incluyan técnicas de adaptación, reconfiguración y tolerancia a fallos en sistemas implementados con dispositivos de últimas generaciones. En MARAGDA se consideran también nuevos paradigmas que exploran las ventajas que pueden ofrecer nuevos dispositivos emergentes, lo que constituye también un objetivo fundamental del proyecto. El proyecto incluye una completa serie de experimentos que están destinados a verificar las técnicas de análisis y diseño así como la prueba de concepto en los diversos aspectos investigados.

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