Monitoring des effets de la haute température sur les circuits CMOS

par Emna Farjallah

Projet de thèse en SYAM - Systèmes Automatiques et Micro-Électroniques

Sous la direction de Luigi Dilillo.

Thèses en préparation à Montpellier , dans le cadre de I2S - Information, Structures, Systèmes , en partenariat avec LIRMM - Laboratoire d'Informatique, de Robotique et de Micro-électronique de Montpellier (laboratoire) depuis le 05-10-2015 .


  • Résumé

    Les applications embarquées critiques (aéronautique, nucléaire, automobile) ne pourront éviter l'utilisation de technologies électroniques submicroniques dans la conception des modules embarqués. Cette évolution peut influer fortement sur la courbe en baignoire représentant l'évolution du taux de défaillances instantanées durant la vie des systèmes embarqués. Par exemple, la phase de fonctionnement sans faute d'un système embarqué peut être réduite par l'occurrence d'un vieillissement précoce. Dans ce contexte, une maintenance uniquement curative ou préétablie n'est plus suffisante et une maintenance qui est aussi anticipative devient nécessaire. Ces travaux cibleront les effets de la haute température et des cycles thermiques, qui sont génériques à de nombreuses applications embarquées utilisant des composants électroniques. Des solutions de monitoring novatrices devront être apportées pour des systèmes embarqués sur des cartes électroniques, e.g. PCB, pouvant inclure des FPGAs. Les solutions proposées devront permettre un suivi en ligne i.e. pendant le fonctionnent normal des systèmes ciblés. De plus, ces solutions devront avoir un très faible impact sur la logique fonctionnelle. Quatre phases principales structureront ces travaux : • Étude bibliographique des effets thermiques susceptibles d'avoir un impact sur le comportement des circuits microélectroniques et des solutions de monitoring proposées. • Définition des solutions matérielles pour le monitoring d'au moins un des effets thermiques identifiés précédemment. Ces solutions doivent être compatibles avec une implémentation sur FPGA ou PCB. L'efficacité de ces solutions à identifier des perturbations sur les signaux électriques surveillés devra être caractérisée par simulation. • Évaluation expérimentale d'au moins une des solutions proposées pour une implémentation sur FPGA et, dans la mesure du possible, sur PCB. • Rédaction d'un mémoire présentant les résultats obtenus dans les trois phases précédentes. Les plus importants résultats devront être aussi publiés dans des conférences et journaux scientifiques reconnus. Les travaux seront réalisés au sein d'une équipe de recherche du CEA LIST qui est très engagée dans le domaine de la fiabilité des systèmes embarqués. Le cas échéant, ces travaux pourront être intégrés dans le cadre de projets actuellement développés avec différents acteurs industriels et universitaires.

  • Titre traduit

    Monitoring of high temperature effects on CMOS circuits


  • Résumé

    Deep sub-micron technologies become unavoidable even for critical applications in fields like automotive or nuclear industry. This evolution may have an important impact on the reliability of electronic systems involved in such applications in the absence of pro-active mitigation approaches. This thesis will be mainly focused on the influence of thermal aspects, e.g. high-temperature and thermal cycles, on the reliability of CMOS circuits. Monitoring solutions should be defined for electronic systems implemented on PCB and/or FPGA. These solutions and should enable on-line monitoring and have limited interference with the mission circuitry.