Elettronica_Oggi_447

25 / 102

25 - ELETTRONICA OGGI 447 - LUGLIO/AGOSTO 2015
TECH INSIGHT
SOFT ERROR
Gli ultimi decenni sono stati
caratterizzati da progressi
senza precedenti nel settore
dei semiconduttori. Di pari
passo si sono affacciati all’oriz-
zonte nuovi ostacoli da supera-
re per poter mantenere il passo
con i miglioramenti di natura
incrementale fatti registrare
dalle tecnologie di processo.
Attualmente le geometrie dei
processi CMOS sono così ri-
dotte che le radiazioni extrater-
restri e i package dei chip sono
sempre più frequentemente
causa di errori. Poiché questi
errori sono di natura tempo-
ranea, sono denominati errori
soft (errori transitori). Il primo
caso di errore soft si è verifica-
to nel 1978 quando Intel non è
stata in grado di fornire i propri
chip ad AT&T a causa dell’ura-
nio presente nei materiali con
ci erano stati realizzati i packa-
ge dei moduli. In un suo report
Intel, che ha coniato il termine
“soft fail”, ha segnalato che la
contaminazione radioattiva po-
trebbe provocare non solo la
commutazionedi unbit (bit flip)
nei dati memorizzati ma anche
il blocco del microcontrollore.
Nel caso di Cypress Semicon-
ductor il primo caso di errore
“soft” si è verificato nel 2001,
quando un cliente operante nel
settore delle telecomunicazioni
ha riscontrato che un “soft er-
ror” singolo in una SRAM ave-
va causato il “crash” (ovvero
il blocco) di centinaia di com-
puter in una system farm. Nel
momento in cui la tecnologia
di processo tende ad adottare
geometrie sempre inferiori per
migliorare prestazioni e con-
sumi, la tensione ridotta e la
diminuzione della capacità dei
nodi rendono tali dispositivi
più predisposti agli errori soft.
Questi ultimi non solo alterano
i dati, ma possono anche por-
tare a una perdita di funzional-
ità e produrre guasti critici nel
sistema. Controllori industriali,
apparati militari, sistemi di net-
working, dispositivi medicali
dispositivi elettronici per au-
tomotive, server, apparecchi-
ature portatili e numerosi altri
prodotti utilizzati in applicazi-
oni consumer sono partico-
larmente esposti agli effetti dei
“soft error”. Un errore di questo
tipo che non viene corretto può
portare a malfunzionamenti di
un sistema utilizzato in applica-
zioni “mission critical” come ad
esempio dispositivi medicali
impiantabili e sistemi di con-
trollo del motore di un veicolo,
Comprendere e attenuare gli effetti dei
“soft error” nelle memorie a semiconduttore
Reuben George Attualmente le geometrie dei processi CMOS sono così ridotte
che le radiazioni extraterrestri e il package dei chip sono
sempre più frequentemente causa di errori
Fig. 1 – Effetto della radiazione all’interno di un transistor MOS