本發(fā)明涉及大氣分析，更具體地說，它涉及基于機(jī)器學(xué)習(xí)模型的大氣中子軟錯(cuò)誤評(píng)估方法。

背景技術(shù)：

1、地球大氣層中的中子入射到芯片中，會(huì)與芯片原子發(fā)生核反應(yīng)產(chǎn)生帶電的次級(jí)核反應(yīng)產(chǎn)物。這些次級(jí)核反應(yīng)產(chǎn)物沿其運(yùn)行徑跡電離產(chǎn)生電子-空穴對(duì)。如果電離電荷被電路敏感節(jié)點(diǎn)有效收集，就會(huì)導(dǎo)致芯片中的存儲(chǔ)數(shù)據(jù)翻轉(zhuǎn)，發(fā)生軟錯(cuò)誤。

2、根據(jù)jedec?jesd89b等標(biāo)準(zhǔn)，可通過高海拔實(shí)時(shí)測(cè)量試驗(yàn)、地面加速模擬試驗(yàn)等基于試驗(yàn)的方法對(duì)芯片的大氣中子軟錯(cuò)誤進(jìn)行評(píng)估。高海拔試驗(yàn)是指在真實(shí)的大氣環(huán)境中測(cè)試中子導(dǎo)致的單粒子效應(yīng)，由于大氣層中子通量低，測(cè)試周期非常長(zhǎng)。地面加速模擬試驗(yàn)需要依托大科學(xué)裝置提供的模擬輻射源開展測(cè)試，試驗(yàn)條件難獲取且成本很高。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路

1、針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)存在的不足，本發(fā)明的目的在于提供基于機(jī)器學(xué)習(xí)模型的大氣中子軟錯(cuò)誤評(píng)估方法。

2、為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明提供了如下技術(shù)方案：

3、基于機(jī)器學(xué)習(xí)模型的大氣中子軟錯(cuò)誤評(píng)估方法，包括如下步驟：

4、步驟s1：獲取中子核反應(yīng)次級(jí)離子信息庫(kù)；

5、步驟s2：目標(biāo)芯片的單粒子效應(yīng)器件仿真，獲取帶單粒子翻轉(zhuǎn)標(biāo)簽的機(jī)器學(xué)習(xí)樣本；

6、步驟s3：將帶單粒子翻轉(zhuǎn)標(biāo)簽的機(jī)器學(xué)習(xí)樣本作為機(jī)器學(xué)習(xí)分類算法的輸入，構(gòu)建中子單粒子翻轉(zhuǎn)評(píng)估模型；

7、步驟s4：計(jì)算大氣中子軟錯(cuò)誤率。

8、進(jìn)一步的，獲取中子核反應(yīng)次級(jí)離子信息庫(kù)，具體為：

9、步驟s11：基于已有的大氣中子環(huán)境數(shù)據(jù)，定義用于中子輸運(yùn)仿真的連續(xù)能譜中子源；

10、步驟s12：構(gòu)建用于中子輸運(yùn)仿真的目標(biāo)芯片簡(jiǎn)化拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)；

11、步驟s13：基于geant4、ph?its蒙特卡洛中子輸運(yùn)仿真工具計(jì)算中子與芯片原子的核反應(yīng)產(chǎn)物，仿真過程中定義109以上個(gè)中子按設(shè)定方向入射到目標(biāo)芯片拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)；

12、步驟s14：獲取核反應(yīng)產(chǎn)物及其特征量構(gòu)成的中子核反應(yīng)次級(jí)離子信息庫(kù)，信息庫(kù)包含了每個(gè)核反應(yīng)次級(jí)離子的入射位置、入射角度、let值和射程。

13、進(jìn)一步的，開展目標(biāo)芯片的單粒子效應(yīng)器件仿真，構(gòu)建目標(biāo)芯片的tcad仿真結(jié)構(gòu)；設(shè)置入射離子的特征，包括入射位置(x、y、z軸坐標(biāo))、入射角度θ、次級(jí)離子let值、射程r，基于仿真結(jié)果評(píng)估對(duì)應(yīng)入射離子是否導(dǎo)致了單粒子翻轉(zhuǎn)。

14、進(jìn)一步的，基于中子單粒子翻轉(zhuǎn)評(píng)估模型評(píng)估中子核反應(yīng)次級(jí)離子信息庫(kù)中能導(dǎo)致單粒子翻轉(zhuǎn)的次級(jí)離子總數(shù)。

15、進(jìn)一步的，計(jì)算大氣中子軟錯(cuò)誤率，具體為：利用公式計(jì)算大氣中子軟錯(cuò)誤率ser，其中a為中子輸運(yùn)仿真中目標(biāo)芯片拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)的垂直于中子入射方向的表面積，nerror為中子核反應(yīng)次級(jí)離子信息庫(kù)中能導(dǎo)致單粒子翻轉(zhuǎn)的次級(jí)離子總數(shù)，nneutron為中子輸運(yùn)仿真中的入射中子總數(shù)，φn為自然大氣中子通量。

16、與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明具備以下有益效果：

17、本發(fā)明的方法基于機(jī)器學(xué)習(xí)分類算法構(gòu)建中子單粒子翻轉(zhuǎn)評(píng)估模型，實(shí)現(xiàn)了大氣中子軟錯(cuò)誤評(píng)估，可以突破已有試驗(yàn)評(píng)估技術(shù)的局限，提供了一種快速且低成本的大氣中子軟錯(cuò)誤率評(píng)估方法。

技術(shù)特征：

1.基于機(jī)器學(xué)習(xí)模型的大氣中子軟錯(cuò)誤評(píng)估方法，其特征在于，包括如下步驟：

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于機(jī)器學(xué)習(xí)模型的大氣中子軟錯(cuò)誤評(píng)估方法，其特征在于，獲取中子核反應(yīng)次級(jí)離子信息庫(kù)，具體為：

3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于機(jī)器學(xué)習(xí)模型的大氣中子軟錯(cuò)誤評(píng)估方法，其特征在于，開展目標(biāo)芯片的單粒子效應(yīng)器件仿真，構(gòu)建目標(biāo)芯片的tcad仿真結(jié)構(gòu)；設(shè)置入射離子的特征，包括入射位置(x、y、z軸坐標(biāo))、入射角度、次級(jí)離子let值、射程r，基于仿真結(jié)果評(píng)估對(duì)應(yīng)入射離子是否導(dǎo)致了單粒子翻轉(zhuǎn)。

4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于機(jī)器學(xué)習(xí)模型的大氣中子軟錯(cuò)誤評(píng)估方法，其特征在于，基于中子單粒子翻轉(zhuǎn)評(píng)估模型評(píng)估中子核反應(yīng)次級(jí)離子信息庫(kù)中能導(dǎo)致單粒子翻轉(zhuǎn)的次級(jí)離子總數(shù)。

5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于機(jī)器學(xué)習(xí)模型的大氣中子軟錯(cuò)誤評(píng)估方法，其特征在于，計(jì)算大氣中子軟錯(cuò)誤率，具體為：利用公式計(jì)算大氣中子軟錯(cuò)誤率ser，其中a為中子輸運(yùn)仿真中目標(biāo)芯片拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)的垂直于中子入射方向的表面積，nerror為中子核反應(yīng)次級(jí)離子信息庫(kù)中能導(dǎo)致單粒子翻轉(zhuǎn)的次級(jí)離子總數(shù)，nneutron為中子輸運(yùn)仿真中的入射中子總數(shù)，φn為自然大氣中子通量。

技術(shù)總結(jié)
本發(fā)明公開了基于機(jī)器學(xué)習(xí)模型的大氣中子軟錯(cuò)誤評(píng)估方法，涉及大氣分析技術(shù)領(lǐng)域，該方法公開了如下步驟：步驟S1：獲取中子核反應(yīng)次級(jí)離子信息庫(kù)；步驟S2：目標(biāo)芯片的單粒子效應(yīng)器件仿真，獲取帶單粒子翻轉(zhuǎn)標(biāo)簽的機(jī)器學(xué)習(xí)樣本；步驟S3：將帶單粒子翻轉(zhuǎn)標(biāo)簽的機(jī)器學(xué)習(xí)樣本作為機(jī)器學(xué)習(xí)分類算法的輸入，構(gòu)建中子單粒子翻轉(zhuǎn)評(píng)估模型；步驟S4：計(jì)算大氣中子軟錯(cuò)誤率，本發(fā)明的方法基于機(jī)器學(xué)習(xí)分類算法構(gòu)建中子單粒子翻轉(zhuǎn)評(píng)估模型，實(shí)現(xiàn)了大氣中子軟錯(cuò)誤評(píng)估，可以突破已有試驗(yàn)評(píng)估技術(shù)的局限，提供了一種快速且低成本的大氣中子軟錯(cuò)誤率評(píng)估方法。

技術(shù)研發(fā)人員：彭超,雷志鋒,張戰(zhàn)剛,何玉娟,馬騰,張鴻,陳義強(qiáng)
受保護(hù)的技術(shù)使用者：中國(guó)電子產(chǎn)品可靠性與環(huán)境試驗(yàn)研究所（（工業(yè)和信息化部電子第五研究所）（中國(guó)賽寶實(shí)驗(yàn)室））
技術(shù)研發(fā)日：
技術(shù)公布日：2024/10/21