An advanced Framework for efficient IC optimization based on analytical models engine

En base als reptes sorgits a conseqüència de l'escalat de la tecnologia, la present tesis desenvolupa i analitza un conjunt d'eines orientades a avaluar la sensibilitat a la propagació d'esdeveniments SET en circuits microelectrònics. S'han proposant varies mètriques de propagació de SETs considerant l'impacto dels emmascaraments lògic, elèctric i combinat lògic-elèctric. Aquestes mètriques proporcionen una via d'anàlisi per quantificar tant les regions més susceptibles a propagar SETs com les sortides més susceptibles de rebre'ls. S'ha desenvolupat un conjunt d'algorismes de cerca de camins sensibilitzables altament adaptables a múltiples aplicacions, un sistema lògic especific i diverses tècniques de simplificació de circuits. S'ha demostrat que el retard d'un camí donat depèn dels vectors de sensibilització aplicats a les portes que formen part del mateix, essent aquesta variació de retard comparable a la atribuïble a les variacions paramètriques del proces.En base a los desafíos surgidos a consecuencia del escalado de la tecnología, la presente tesis desarrolla y analiza un conjunto de herramientas orientadas a evaluar la sensibilidad a la propagación de eventos SET en circuitos microelectrónicos. Se han propuesto varias métricas de propagación de SETs considerando el impacto de los enmascaramientos lógico, eléctrico y combinado lógico-eléctrico. Estas métricas proporcionan una vía de análisis para cuantificar tanto las regiones más susceptibles a propagar eventos SET como las salidas más susceptibles a recibirlos. Ha sido desarrollado un conjunto de algoritmos de búsqueda de caminos sensibilizables altamente adaptables a múltiples aplicaciones, un sistema lógico especifico y diversas técnicas de simplificación de circuitos. Se ha demostrado que el retardo de un camino dado depende de los vectores de sensibilización aplicados a las puertas que forman parte del mismo, siendo esta variación de retardo comparable a la atribuible a las variaciones paramétricas del proceso.Based on the challenges arising as a result of technology scaling, this thesis develops and evaluates a complete framework for SET propagation sensitivity. The framework comprises a number of processing tools capable of handling circuits with high complexity in an efficient way. Various SET propagation metrics have been proposed considering the impact of logic, electric and combined logic-electric masking. Such metrics provide a valuable vehicle to grade either in-circuit regions being more susceptible of propagating SETs toward the circuit outputs or circuit outputs more susceptible to produce SET. A quite efficient and customizable true path finding algorithm with a specific logic system has been constructed and its efficacy demonstrated on large benchmark circuits. It has been shown that the delay of a path depends on the sensitization vectors applied to the gates within the path. In some cases, this variation is comparable to the one caused by process parameters variation

An advanced Framework for efficient IC optimization based on analytical models engine

En base als reptes sorgits a conseqüència de l'escalat de la tecnologia, la present tesis desenvolupa i analitza un conjunt d'eines orientades a avaluar la sensibilitat a la propagació d'esdeveniments SET en circuits microelectrònics. S'han proposant varies mètriques de propagació de SETs considerant l'impacto dels emmascaraments lògic, elèctric i combinat lògic-elèctric. Aquestes mètriques proporcionen una via d'anàlisi per quantificar tant les regions més susceptibles a propagar SETs com les sortides més susceptibles de rebre'ls. S'ha desenvolupat un conjunt d'algorismes de cerca de camins sensibilitzables altament adaptables a múltiples aplicacions, un sistema lògic especific i diverses tècniques de simplificació de circuits. S'ha demostrat que el retard d'un camí donat depèn dels vectors de sensibilització aplicats a les portes que formen part del mateix, essent aquesta variació de retard comparable a la atribuïble a les variacions paramètriques del proces.En base a los desafíos surgidos a consecuencia del escalado de la tecnología, la presente tesis desarrolla y analiza un conjunto de herramientas orientadas a evaluar la sensibilidad a la propagación de eventos SET en circuitos microelectrónicos. Se han propuesto varias métricas de propagación de SETs considerando el impacto de los enmascaramientos lógico, eléctrico y combinado lógico-eléctrico. Estas métricas proporcionan una vía de análisis para cuantificar tanto las regiones más susceptibles a propagar eventos SET como las salidas más susceptibles a recibirlos. Ha sido desarrollado un conjunto de algoritmos de búsqueda de caminos sensibilizables altamente adaptables a múltiples aplicaciones, un sistema lógico especifico y diversas técnicas de simplificación de circuitos. Se ha demostrado que el retardo de un camino dado depende de los vectores de sensibilización aplicados a las puertas que forman parte del mismo, siendo esta variación de retardo comparable a la atribuible a las variaciones paramétricas del proceso.Based on the challenges arising as a result of technology scaling, this thesis develops and evaluates a complete framework for SET propagation sensitivity. The framework comprises a number of processing tools capable of handling circuits with high complexity in an efficient way. Various SET propagation metrics have been proposed considering the impact of logic, electric and combined logic-electric masking. Such metrics provide a valuable vehicle to grade either in-circuit regions being more susceptible of propagating SETs toward the circuit outputs or circuit outputs more susceptible to produce SET. A quite efficient and customizable true path finding algorithm with a specific logic system has been constructed and its efficacy demonstrated on large benchmark circuits. It has been shown that the delay of a path depends on the sensitization vectors applied to the gates within the path. In some cases, this variation is comparable to the one caused by process parameters variations

Herramienta de extracción y ajuste automático para modelos específicos de parámetros de circuitos microelectrónicos

En aquest projecte es desenvoluparà una eina de programari per a circuits micro/nanoelectrònics, que permeti automatitzar completament el procés d'extracció dels paràmetres de models analítics a nivell de cel·la estàndard o bloc lògic a partir de simulacions a nivell elèctric. L'objectiu és simplificar l'ajust de models analítics en base a llibreries tecnològiques completes de cel·les estàndards considerant diferents condicions d'operació.This project presents the development of a software tool that automates the model extraction process at standard cell level, from the cells electrical level simulations. Starting from the standard cells library files, together with a set of simulation templates and configuration files, the tool developed will generate all necessary files to simulate each cell, working at the operating conditions required using an electrical simulator. Subsequently, the simulation results are used to extract the model parameters. The tool has been developed following a modular structure that allows an easy capabilities growth and ease of adaption to different file formats, either for input and output files. This tool highly streamlines the testing and evaluation of models allowing easy model application to circuits with wide variety of cells. Finally, the tool presented in this project has been used to extract various models used in many publications and one doctoral thesis. These models are presented as practical use cases of the tool.En este proyecto de fin de carrera se ha desarrollado una herramienta software que permite automatizar el proceso de extracción de modelos a nivel de celda estándar a partir de simulaciones a nivel eléctrico de las celdas correspondientes. Partiendo de los archivos de librería de celdas estándar, de un conjunto de plantillas de simulación y archivos de configuración, la herramienta desarrollada generará todos los archivos necesarios para simular cada una de les celdas, en las condiciones de operación exigidas mediante algún simulador eléctrico. Posteriormente los resultados de las simulaciones se utilizan para obtener los parámetros del modelo que se quiere obtener. La herramienta se ha desarrollado con una estructura modular que permite ampliar fácilmente sus capacidades, y adaptarla a diferentes formatos de archivo, tanto de los archivos de entrada como de los de salida. Esta herramienta agiliza enormemente el proceso de testeo y evaluación de modelos, permitiendo aplicarlos a circuitos con una amplia variedad de celdas de manera sencilla. Finalmente, la herramienta presentada en este proyecto se ha utilizado para extraer varios modelos utilizados en múltiples publicaciones y tesis doctorales. Estos modelos se exponen como casos prácticos del uso de la herramienta.En aquest projecte de fi de carrera s’ha desenvolupat una eina de programari per automatitzar el procés d’obtenció de models a nivell de cel·la estàndard, a partir de simulacions a nivell elèctric de les corresponents cel·les. Partint dels arxius de llibreria de cel·les estàndard, d’un conjunt de plantilles de simulació i arxius de configuració, l’eina desenvolupada generarà tots els arxius necessaris per simular cada una de les cel·les, en les condicions d’operació exigides mitjançant algun simulador elèctric. Posteriorment els resultats de les simulacions s’empren per obtenir els paràmetres del model que es vulgui obtenir. L’eina s’ha desenvolupat amb una estructura modular que permet ampliar fàcilment les seves capacitats, i adaptar-la a diferents formats d’arxiu, tant dels arxius d’entrada com dels de sortida. Aquesta eina agilitza enormement el procés de verificació i avaluació de models, permetent aplicar-los a circuits amb una amplia varietat de cel·les de manera senzilla. Finalment, l’eina presentada en aquest projecte s’ha fet servir per extreure varis models emprats en múltiples publicacions i tesis doctorals. Alguns d’aquests models s’exposen com a casos pràctics de l’ús de l’eina

Aprendizaje basado en proyectos mediante competición con Arduino en Tecnología de 4º ESO

In this master's thesis, an intervention proposal is presented in the form of a didactic unit designed for the technology course of 4th of ESO. In the developed didactic unit, programming is practiced in a practical way on the free Arduino platform, developing programs in the field of robotics. In the proposed intervention presented, we work through the didactic methodology of teamwork and project-based learning, combining it with a gamification component with the objective of increasing the motivation of the students to achieve a better performance by the students in the project development The proposed activity structure, gradually introduces the student to the method of project work, a methodology that may be totally unknown to them in the secondary education stage. In order to achieve a progressive adaptation to this form of work, introductory activities are proposed in which small projects must be developed with the objective of acquiring the correct work habits, to end with a larger project. One aspect that is very important in the development of the proposal is the promotion of the competence to learn to learn, very important in the field of technology, given that it is an area in which knowledge quickly becomes obsolete. The didactic unit has focused on teaching students to create their own knowledge, based on essential basic concepts on which they themselves build their knowledge through the experience and help of freely available online resources. The free and open nature of Arduino is fundamental to this aspect. Another notable aspect of the proposal presented is that the student actively participates not only in the learning process but also in the teaching process since it is proposed that students act as teachers before their classmates explaining how they have developed their projects.En este trabajo de fin de máster se presenta una propuesta de intervención en forma de unidad didáctica diseñada para la asignatura de tecnología de 4º de ESO. En la unidad didáctica desarrollada se trabaja la programación de una forma práctica sobre la plataforma libre Arduino desarrollando programas en el ámbito de la robótica. En la propuesta de intervención presentada se trabaja mediante la metodología didáctica de trabajo en equipo y aprendizaje basado en proyectos, combinándolo con un componente de gamificación con el objetivo de incrementar la motivación de los estudiantes para lograr un mejor desempeño por parte de los alumnos en el desarrollo de los proyectos. La estructura de actividades propuesta, introduce gradualmente al estudiante en el método de trabajo por proyectos, metodología que puede resultar totalmente desconocida para ellos en la etapa de educación secundaria. Para conseguir una adaptación progresiva a esta forma de trabajo se proponen actividades introductorias en las que se deben desarrollar pequeños proyectos con el objetivo de adquirir los correctos hábitos de trabajo, para finalizar con un proyecto de mayor envergadura. Un aspecto al que se da mucha importancia en el desarrollo de la propuesta, es el fomento de la competencia de aprender a aprender, muy importante en el campo de la tecnología, dado que es un área en la cual los conocimientos quedan obsoletos rápidamente. La unidad didáctica se ha enfocado a enseñar a los estudiantes a crear su propio conocimiento, partiendo de unos conceptos básicos imprescindibles sobre los que ellos mismos construyan su conocimiento mediante la experiencia y la ayuda de recursos online disponibles libremente. La naturaleza libre y abierta de Arduino es fundamental para este aspecto. Otro aspecto destacable de la propuesta presentada consiste en que el alumno participa activamente no solo en el proceso de aprendizaje sino también en el de enseñanza ya que se plantea que los estudiantes actúen como docentes ante sus compañeros explicando cómo han desarrollado sus proyectos

Herramienta de extracción y ajuste automático para modelos específicos de parámetros de circuitos microelectrónicos

En aquest projecte es desenvoluparà una eina de programari per a circuits micro/nanoelectrònics, que permeti automatitzar completament el procés d'extracció dels paràmetres de models analítics a nivell de cel·la estàndard o bloc lògic a partir de simulacions a nivell elèctric. L'objectiu és simplificar l'ajust de models analítics en base a llibreries tecnològiques completes de cel·les estàndards considerant diferents condicions d'operació.This project presents the development of a software tool that automates the model extraction process at standard cell level, from the cells electrical level simulations. Starting from the standard cells library files, together with a set of simulation templates and configuration files, the tool developed will generate all necessary files to simulate each cell, working at the operating conditions required using an electrical simulator. Subsequently, the simulation results are used to extract the model parameters. The tool has been developed following a modular structure that allows an easy capabilities growth and ease of adaption to different file formats, either for input and output files. This tool highly streamlines the testing and evaluation of models allowing easy model application to circuits with wide variety of cells. Finally, the tool presented in this project has been used to extract various models used in many publications and one doctoral thesis. These models are presented as practical use cases of the tool.En este proyecto de fin de carrera se ha desarrollado una herramienta software que permite automatizar el proceso de extracción de modelos a nivel de celda estándar a partir de simulaciones a nivel eléctrico de las celdas correspondientes. Partiendo de los archivos de librería de celdas estándar, de un conjunto de plantillas de simulación y archivos de configuración, la herramienta desarrollada generará todos los archivos necesarios para simular cada una de les celdas, en las condiciones de operación exigidas mediante algún simulador eléctrico. Posteriormente los resultados de las simulaciones se utilizan para obtener los parámetros del modelo que se quiere obtener. La herramienta se ha desarrollado con una estructura modular que permite ampliar fácilmente sus capacidades, y adaptarla a diferentes formatos de archivo, tanto de los archivos de entrada como de los de salida. Esta herramienta agiliza enormemente el proceso de testeo y evaluación de modelos, permitiendo aplicarlos a circuitos con una amplia variedad de celdas de manera sencilla. Finalmente, la herramienta presentada en este proyecto se ha utilizado para extraer varios modelos utilizados en múltiples publicaciones y tesis doctorales. Estos modelos se exponen como casos prácticos del uso de la herramienta.En aquest projecte de fi de carrera s’ha desenvolupat una eina de programari per automatitzar el procés d’obtenció de models a nivell de cel·la estàndard, a partir de simulacions a nivell elèctric de les corresponents cel·les. Partint dels arxius de llibreria de cel·les estàndard, d’un conjunt de plantilles de simulació i arxius de configuració, l’eina desenvolupada generarà tots els arxius necessaris per simular cada una de les cel·les, en les condicions d’operació exigides mitjançant algun simulador elèctric. Posteriorment els resultats de les simulacions s’empren per obtenir els paràmetres del model que es vulgui obtenir. L’eina s’ha desenvolupat amb una estructura modular que permet ampliar fàcilment les seves capacitats, i adaptar-la a diferents formats d’arxiu, tant dels arxius d’entrada com dels de sortida. Aquesta eina agilitza enormement el procés de verificació i avaluació de models, permetent aplicar-los a circuits amb una amplia varietat de cel·les de manera senzilla. Finalment, l’eina presentada en aquest projecte s’ha fet servir per extreure varis models emprats en múltiples publicacions i tesis doctorals. Alguns d’aquests models s’exposen com a casos pràctics de l’ús de l’eina