Predição de tempo de vida restante em sistemas integrados digitais considerando condições ambientais dinâmicas

Detalhes bibliográficos
Autor(a) principal: Pedro Fausto Rodrigues Leite Junior
Data de Publicação: 2017
Tipo de documento: Dissertação
Idioma: por
Título da fonte: Repositório Institucional da UFMG
Texto Completo: http://hdl.handle.net/1843/51446
Resumo: O estudo da confiabilidade de circuitos integrados tornou-se de súbita importância para o entendimento, detecção e correção de suas falhas. A compreensão de como ou sob quais condições este envelhecimento torna-se prejudicial a um sistema permitirá tomar decisões que sanem ou evitem estas condições. Esse trabalho estabelece um fluxo para análise e simulação de sistemas integrados que permite entender seu envelhecimento, em diferentes condições. Além disso, permite extrair e analisar dados que são relevantes para prever a sua falha e sirvam de entrada para sistemas de verificação, avaliação e atuação contra falhas utilizando-se de técnicas de aprendizado de máquina. A metodologia desenvolvida permite a integração de técnicas de coleta de dados offline e online para atualização dos métodos de estimativa, além de permitir que novos sejam adicionados. O trabalho utiliza três métodos diferentes para prever o Tempo Médio para Falha (i.e. Mean Time To Failure, MTTF) e o Tempo de Vida Restante para vários circuitos de teste. O MTTF é estimado para cada um deles utilizando um Modelo Linear Generalizado (especificamente uma Regressão de Mínimos Quadrados Parciais), a Distância Euclideana e a Correlação de Pearson como métodos de predição. Os resultados obtidos indicam que a representação das condições de operação dos sistemas por meio de perfis dinâmicos é mais realística do que a representação através de um perfil de operação que não varia no tempo, além de mais precisa. Adicionalmente, a predição do MTTF foi de aproximadamente 90% de precisão para um modelo de Regressão de Mínimos Quadrados Parciais e de Distância Euclideana.
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A metodologia desenvolvida permite a integração de técnicas de coleta de dados offline e online para atualização dos métodos de estimativa, além de permitir que novos sejam adicionados. O trabalho utiliza três métodos diferentes para prever o Tempo Médio para Falha (i.e. Mean Time To Failure, MTTF) e o Tempo de Vida Restante para vários circuitos de teste. O MTTF é estimado para cada um deles utilizando um Modelo Linear Generalizado (especificamente uma Regressão de Mínimos Quadrados Parciais), a Distância Euclideana e a Correlação de Pearson como métodos de predição. Os resultados obtidos indicam que a representação das condições de operação dos sistemas por meio de perfis dinâmicos é mais realística do que a representação através de um perfil de operação que não varia no tempo, além de mais precisa. Adicionalmente, a predição do MTTF foi de aproximadamente 90% de precisão para um modelo de Regressão de Mínimos Quadrados Parciais e de Distância Euclideana.The study of integrated circuits reliability has become of sudden importance to the understanding, detection and correction of their failures. Compreending how or under which conditions this aging becomes harmful to a system enable decisions to mitigate or prevent these conditions. This work establishes a flow for analysis and simulation of integrated systems that allows us to understand the aging of it in different conditions. In addition, it allows us to extract and analyze data that are relevant to predict their failure and also serve as input to verification, evaluation and fault-tolerance systems using machine learning techniques. The developed methodology allows the integration of offline and online data collection techniques to update estimation methods, as well as allowing new ones to be added. This work uses three different methods to predict the Mean Time To Failure and the Remaining Useful Lifetime for test circuits. The MTTF is estimated for each of them using a Generalized Linear Model (specifically a Partial Least Squares Regression), Euclidean Distance and Pearson’s Correlation as prediction methods. Our results indicate that the representation of the operating conditions of the systems through dynamic profiles is more realistic than the representation through a operation profile that does not vary in time, and more precise. Additionally, the MTTF prediction was approximately 90% for Partial Least Squares Regression and Euclidean Distance models.porUniversidade Federal de Minas GeraisPrograma de Pós-Graduação em Engenharia ElétricaUFMGBrasilENG - DEPARTAMENTO DE ENGENHARIA ELÉTRICAhttp://creativecommons.org/licenses/by-nc-nd/3.0/pt/info:eu-repo/semantics/openAccessEngenharia elétricaConfiabilidade (Engenharia)Circuitos integrados digitaisLocalização de falhas (Engenharia) -Tempo de vida restanteConfiabilidadeEnvelhecimento de circuitos integradosPredição de falhasPredição de tempo de vida restante em sistemas integrados digitais considerando condições ambientais dinâmicasinfo:eu-repo/semantics/publishedVersioninfo:eu-repo/semantics/masterThesisreponame:Repositório Institucional da UFMGinstname:Universidade Federal de Minas Gerais (UFMG)instacron:UFMGORIGINALDissertacao_Pedro_Fausto.pdfDissertacao_Pedro_Fausto.pdfapplication/pdf2598618https://repositorio.ufmg.br/bitstream/1843/51446/1/Dissertacao_Pedro_Fausto.pdff0ac3e677c6dce6e3030fbf1df0997d9MD51CC-LICENSElicense_rdflicense_rdfapplication/rdf+xml; charset=utf-8811https://repositorio.ufmg.br/bitstream/1843/51446/2/license_rdfcfd6801dba008cb6adbd9838b81582abMD52LICENSElicense.txtlicense.txttext/plain; charset=utf-82118https://repositorio.ufmg.br/bitstream/1843/51446/3/license.txtcda590c95a0b51b4d15f60c9642ca272MD531843/514462023-03-31 15:48:52.551oai:repositorio.ufmg.br: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ório de PublicaçõesPUBhttps://repositorio.ufmg.br/oaiopendoar:2023-03-31T18:48:52Repositório Institucional da UFMG - Universidade Federal de Minas Gerais (UFMG)false
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