Proof of concept of energy harvesting from aeroacoustic noise

This paper reports the testing of a new mechanism converting energy radiated from an acoustic source, i.e. a small cavity created on an aircraft outside skin and inducing high frequency oscillations of airflow passing over it. This acoustic noise is then converted into electrical energy. We have submitted in a wind tunnel a set of cavities to an airflow varying the Mach number, creating high sound levels. In a second set of experiments, we have submitted passive microphones to high acoustic levels and stored in capacitors the electrical energy collected at the microphone output. Finally, directions for future work are identified

Methodologie de conception des protections des circuits intégrés contre les décharges électostatiques

Electrostatic Discharge (ESD) stresses strongly impact on integrated circuits reliability. The research work led in LAAS-CNRS laboratory on this field is synthesized in this document. The following topics are detailed : - physical mechanisms study of device behavior during an ESD stress - design methodology for ESD protection devices - novelty ESD protections development The final part of this report presents an outlook which is closely tied to integrated circuits technology advance, ESD standard development and system level approach.La problématique des agressions par décharges électrostatiques (ESD) est un facteur critique dans la fiabilité des circuits intégrés. Ce document effectue la synthèse des travaux menés au LAAS-CNRS dans ce domaine. Les points suivants seront plus particulièrement abordés : - L'étude des mécanismes physiques qui gèrent le comportement d'un composant lors d'une décharge ESD - La mise en place d'une méthodologie de conception de structures de protection - Son application au développement de solutions de protection innovantes La dernière partie de ce document propose les perspectives de cet axe de recherche qui sont principalement motivés par les progrès technologiques des circuits intégrés, l'évolution des normes de robustesse et l'extension de nos travaux au niveau du système

Voiture autonome : le défi du zéro défaut pour la fiabilité des systèmes électroniques embarqués

National audienceLa voiture d'aujourd'hui est un véritable ordinateur, une force mais aussi un risque renforcé de perturbations, et qui le sera d'autant plus pour les véhicules autonomes. D'où la nécessité de développer pour chaque composant électronique des protections qui jouent un rôle semblable à celui du paratonnerre vis-à-vis de la foudre. Contrainte économique, elles doivent être les plus petites et les moins coûteuses possibles

Méthodologies de protection ESD : du composant au système

National audienceLes défaillances induites par les décharges électrostatiques (ESD) constituent un problème majeur de fiabilité et de robustesse des circuits intégrés et des systèmes électroniques. Dans certaines applications comme celles de l'automobile, ce pourcentage peut être proche de 20 %. Les problèmes de défaillance catastrophiques induits par des décharges électrostatiques n'ont commencé à être sérieusement pris en compte qu'avec l'avènement des technologies microélectroniques et la large diffusion de leurs applications dans notre vie quotidienne. Cet ouvrage examine les diverses méthodologies de protection ESD et montre par le biais de cas concrets que la meilleure approche en termes de robustesse et de coût consiste à mettre en oeuvre une stratégie globale de protection ESD. Cette approche est déclinée du composant au système pour proposer des techniques d'investigation et des méthodologies de simulation prédictive associées, validées sur différents cas d'étude

LIN communication behaviours against ESD events

International audienceAn automotive application can see several perturbations during his life. In this paper we study how the LIN communication under ESD stress behaves and what sort of failures could be observed. We proposed a characterisation method in order to quantify soft failures. These different failures are classified following a criteria defined in the document. A susceptibility level for the LIN communication depending on the ESD stress level and duration are extracted and implemented in simulation as a failure block

Modélisation de système pour la prédiction de défaillances dues aux décharges électrostatiques

National audienceDe par l'évolution des technologies des semi-conducteurs et la multiplication d'applications embarquées dans des environnements sévères, les défaillances induites par des décharges électrostatiques (ElectroStatic Discharges-ESD) deviennent une préoccupation majeure. Ces évènements transitoires de forte puissance peuvent provoquer la destruction du matériel ou induire des fautes logiques tout aussi critiques pour les applications où la sécurité des personnes est en jeu. Le principal objectif est de définir et de valider une méthodologie comportementale de construction de modèle de circuits intégrés (CI), pour simuler l'impact des ESD dans un système. Ce travail se fait dans le cadre du groupe de normalisation WG26 de l'ESDA (ESD Association-" Models for System Level Simulations ") qui travaille actuellement sur un standard afin de prédire l'impact des ESD dans un système. Sept laboratoires sont impliqués et travaillent en round robin pour valider une méthodologie

Dynamic system level ESD current measurement using magnetic field probe

International audienceNowadays, embedded systems are playing an important role thanks to the increased performance of the integrated circuits (IC). ElectroStatic Discharges (ESD) at system level regarding their impact at IC level is not well defined. With the evolution on semiconductor manufacturer requirements, ICs robustness becomes an important concern since more and more functionalities of a product are embedded into a single chip. One of the main problems to understand system level is to identify the propagation of an ESD stress within the system and to extract the precise resulting waveform and its impact on the IC. Characterization methods to understand the interaction between the IC and the rest of the system are missing. In this paper we present how to use a magnetic field probe for dynamic measurement of the current propagation at system level. The calibration procedure is presented, and comparison with measurements shows the accuracy of the probe for system level ESD measurement. Using this technique, a cartography procedure enables the realization of movies showing the propagation of the ESD stress within the system

ESD Protection Methodologies: From Component to System

International audienceFailures caused by electrostatic discharges (ESD) constitute a major problem concerning the reliability and robustness of integrated circuits and electronic systems. This book summarizes the many diverse methodologies aimed at ESD protection and shows, through a number of concrete studies, that the best approach in terms of robustness and cost-effectiveness consists of implementing a global strategy of ESD protection.ESD Protection Methodologies begins by exploring the various normalized test techniques that are used to qualify ESD robustness as well as characterization and defect localization methods aimed at implementing corrective measures. Due to the increasing complexity of integrated circuits, it is important to be able to provide a simulation in which the implemented ESD protection strategy provides the desired protection, while not harming the performance levels of the circuit. Therefore, the main features and difficulties related to the different types of simulation, finite element, SPICE-type and behavioral, are then studied.To conclude, several case studies are presented which provide real-life examples of the approaches explained in the previous chapters and validate a number of the strategies from component to system level

Proceedings of the 32nd European Symposium on the Reliability of Electron Devices, Failure Physics and Analysis

International audienc

Behavioral ESD Protection Modeling to perform System Level ESD Efficient Design

International audienceFor both Equipment Manufacturers (EM) and semiconductor suppliers, the prediction of ElectroStatic Discharge (ESD) events into design phase is becoming a challenging issue to insure rehability into system level considerations. This is mainly due to the shrinking of Integrated Circuits (IC) technology, which decreases the robustness level and increase the probability of failures. In this paper, we will present how to build IC's models taking into account behavioral description of ESD protections, to perform system level ESD simulations. The IBIS (Input/output Buffer Information Specification) models are mixed with information extracted from Transmission Line Pulsing (TLP) measurement's techniques to build system simulations. The methodology is detailed and proved in some case studies addressing the current propagation path and the susceptibility of the ICs. The main goal of the proposed model is that it could be shared by IC suppliers and EMs to ensure that ICs can handle system level ESD events