電源ノイズ起因電気的故障を対象としたソフトウェアベース高速エラー検出手法の性能評価

増田, 豊, 橋本, 昌宜, 尾上, 孝雄

チップの動作検証時に電気的タイミング故障のデバッグが課題となっている．電気的故障は電源ノイズ，温度変化等の動的変動要因に依存し，発生条件が複雑で発生から検出までの時間が長いという問題がある．C 言語ベースで実装可能な高速故障検出手法として EDM(Error Detection Mechanisms) 変換がある．EDM では入力プログラムをブロック単位で複製し，複製したブロックの実行結果を定期的に比較する．電気的故障に適用するには，複製前の故障を再現し，複製ブロックに同一の故障が発生しない必要がある．本稿では，動的変動要因の中でも特に電源ノイズに着目し，EDM の電源ノイズ起因タイミング故障に対する有効性を評価する．評価により，EDM の故障再現は対象プログラムによって大きく変化し，故障検出時間は全体の 70%で 1000 サイクル以内であるという結果を得た．

Localizing electrical timing bug is one of the most time-consuming tasks in post-silicon validation. For quickly detecting bugs, we focus on a C-language-based error detection technique called EDM (Error Detection Mechanisms), which decomposes the program into blocks, duplicate each block and inserts check instructions for every pair of original-and-duplicated blocks. To successfully detect electrical timing bugs in the original program, two conditions must be satisfied. In this paper, we experimentally evaluate the error detection performance of EDM by investigating whether these two conditions are satisfied under dynamic power supply noise. Experimental results show that error reproduction rate by EDM changes significantly by executing program, and in no-masked samples, error detection latency by EDM is shorter than 1,000 cycles in the 70 % of samples.

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