CN116205166A - 用于对半导体电路的剩余寿命建模的电路和技术 - Google Patents

Abstract

本公开的实施例涉及用于对半导体电路的剩余寿命建模的电路和技术。在一些示例中，一种方法包括经由电路执行电路功能；并评估电路的剩余寿命。此外，评估电路的剩余寿命可以包括：在电路的操作期间的一个时间段内测量一个或多个电路参数，以及基于在电路的操作期间的该时间段内的一个或多个被测量的电路参数来评估电路的剩余寿命。

Description

用于对半导体电路的剩余寿命建模的电路和技术

技术领域

本公开涉及半导体电路，并且更具体地，涉及用于在使用期间评估和管理半导体电路的电路和技术。

背景技术

半导体电路被用于多种电路应用中，以便执行多种电路功能中的任一种。不幸的是，半导体电路会随着时间而老化。例如，变旧、环境暴露、压力或其他条件可能会导致不期望的半导体老化和可能的电路故障。施加于半导体电路的应力条件的大小在不同情况下具有很大差别。结果，半导体电路的实际工作寿命可能是不可预测的。

在许多情形中，半导体电路可以被设计成在其中将要安装电路的系统(例如，车辆)的寿命期间容许最坏情况的任务分布(profile，也被称作概况)。只有一小部分电路将实际暴露在最坏情况的任务分布。因此，许多半导体电路相对于它们的实际任务分布而被过度设计，这会增加与半导体电路相关的生产成本。

发明内容

本公开描述了用于评估电路中的老化效应、对电路的剩余寿命进行建模以及可能地在电路中的未来问题(由于老化)发生之前预测问题的技术和电路。所描述的电路和技术可以与被设计以用于多种不同电路功能的多种电路一起使用。本公开中描述的技术和电路可以提供基于建模的预测性警报(即，预测性故障)，以便在功能性电路中实际发生问题之前预测电路问题。以这种方式，可以在功能性电路达到寿命尽头之前和呈现实际问题或故障之前识别和执行系统维护(例如，更换更大系统内的功能性电路)。电路和技术可以提升诸如在车辆或类似环境中的设备或系统的安全性和可靠性。

在一个示例中，电路可以包括：功能单元，被配置为执行电路功能，以及寿命模型单元，被配置为评估电路的剩余寿命。寿命模型单元可以被配置为在电路的操作期间的一个时间段内测量一个或多个电路参数，以及基于在电路的操作期间的该时间段内的被测量的一个或多个电路参数来评估电路的剩余寿命。

在另一示例中，本公开描述了一种方法，该方法包括经由电路执行电路功能，以及评估电路的剩余寿命。在这种情况下，评估电路的剩余寿命可以包括：在电路的操作期间的一个时间段内测量一个或多个电路参数，以及基于在电路的操作期间的该时间段内的被测量的一个或多个电路参数来评估电路的剩余寿命。

在附图和以下说明中阐述了一个或多个示例的细节。其他特征、目的和优点将根据说明书和附图以及从权利要求而变得清楚。

附图说明

图1是根据本公开的示例的电路的框图。

图2是电路寿命模型单元的一个示例的框图。

图3是示出可以形成电路的被测量的分布的温度测量的示例的图表。

图4是示出在更长的时间段期间推断图3的温度测量以创建电路的预测分布的图表。

图5是示出包括电路功能单元和电路寿命模型单元的另一个示例电路的另一个框图。

图6是示出可以形成电路的被测量的分布的电路事件的计数值的示例的图表。

图7是示出在更长的时间段期间推断图6的计数值以创建电路的预测分布的图表。

图8是示出本公开的示例技术的流程图。

图9是示出作为时间的函数的典型电路故障率的图表。

图10是示出温度测量和非操作时间的推断以创建考虑电路的操作时间和非操作时间的电路的预测分布的图表。

图11是示出电路的基本故障率(BFR)和硬件故障的概率度量(PMHF)之间的示例关系的基本图表，例如根据与道路车辆功能安全相关的国际标准化组织(ISO)标准26262。

具体实施方式

本公开描述了用于评估电路中的老化效应、对电路的剩余寿命进行建模以及可能地在电路中的未来问题(由于老化)发生之前预测问题的技术和电路。所描述的电路和技术可以与被设计以用于多种不同电路功能的多种电路一起使用。电路和技术可以提升诸如在车辆或类似环境中的设备或系统的安全性。现代车辆和其他现代设备或系统可能包括大量功能性电路，并且期望监测多种功能性电路中的任何一个的运行状况或操作安全性以提升车辆或其他设备或系统的安全性和可靠性。本公开的技术可以使用寿命终止建模，该寿命终止建模基于在一个时间段内(例如，在电路的寿命或电路的一部分寿命期间)被测量的电路参数。在一些情况下，建模可以基于一个时间段内被测量的电路参数的推断(例如，在第二时间段内推断)。

在一些示例中，本公开中描述的技术和电路可以提供基于建模的预测性警报(即，预测性故障)，以便在由于寿命终止而导致的电路问题在功能性电路中实际发生之前预测此类问题。以这种方式，可以在电路达到其寿命尽头并呈现实际问题或故障之前识别和执行系统维护(例如，更换系统中的电路)。在一些情况下，用于对电路寿命进行建模的本公开的技术和电路可以与识别当前可能存在的实际存在的电路问题的其他技术结合使用。

图1是示出根据本公开的示例的电路10的框图。电路10包括被配置为执行电路功能的电路功能单元16以及被配置为评估电路10的剩余寿命的电路寿命模型单元18。具体地，如下文更详细描述，寿命模型单元18可以被配置为在电路10的操作期间的一个时间段期间测量电路功能单元16的一个或多个电路参数，并在电路的操作期间基于电路功能单元16在一个时间段内被测量的一个或多个电路参数评估电路10的剩余寿命。在一些示例中，寿命模型单元18可以通过在比与测量相关联的时间段更长的时间段内推断被测量的电路参数来对电路寿命进行建模。

电路功能单元16可以被配置为执行一个或多个电路功能。例如，电路功能单元16可以包括被配置为驱动负载的驱动器电路。在另一示例中，电路功能单元16可以包括被配置为执行一个或多个逻辑功能的逻辑电路。在另一示例中，电路功能单元16可以包括被配置为驱动诸如多相电机之类的电机的电机驱动器。在另一示例中，电路功能单元16可以包括被配置为生成振荡信号的振荡器电路。在另一示例中，电路功能单元16可以包括被配置为移位或改变信号的电压电平的电平移位器电路。在另一示例中，电路功能单元16可以包括被配置为将信号的相位移位的相移电路。在另一示例中，电路功能单元16可以包括被配置为提供具有基于输入信号的相位的输出信号的锁相环电路。在另一示例中，电路功能单元16可以包括被配置为将模拟信号转换为数字信号的模数转换器(ADC)电路。在另一示例中，电路功能单元16可以包括被配置为将数字信号转换为模拟信号的数模转换器(DAC)电路。在另一示例中，电路功能单元16可以包括被配置为执行算术功能的算术逻辑单元(ALU)。在又一些示例中，电路功能单元16可以包括处理器、微控制器、数字信号处理器(DSP)、诸如串行外围接口(SPI)之类的通信接口电路或其他类型的通信接口电路、数字逻辑电路、状态机、信号处理电路、控制电路、模拟功能电路、存储器电路、传感器、与其读出和信号处理电路的至少一部分组合的传感器、通信接口或被配置为执行一个或多个电路功能的任何其他电路。

在一些示例中，电路寿命模型单元18被配置为在电路10的操作期间的第一时间段内测量电路功能单元16的一个或多个电路参数，并且在不同于第一时间段的第二时间段内推断被测量的一个或多个一个或多个电路参数。电路寿命模型单元18可以基于在第二时间段内被测量的一个或多个一个或多个电路参数的推断而评估电路10的剩余寿命。

在一些情况下，电路寿命模型单元18可以被配置为执行基于剩余寿命的评估的一个或多个动作。例如，寿命模型单元18可以被配置为响应于识别出剩余寿命的评估值小于阈值而输出警报，例如，在这种情况下，更大系统可以对警报采取行动以调度、建议或要求对电路10进行维护。替代地或附加地，寿命模型单元18可以被配置为响应于识别出剩余寿命的评估值小于阈值而禁用电路10的至少一部分。此外，在一些情况下，寿命模型单元18可以被配置为响应于识别出剩余寿命的评估值小于阈值而禁用更大系统的与电路10相关联的至少一部分。

在本文中讨论了不同测量电路参数的几个示例以促进寿命终止建模。在一些示例中，一个或多个被测量的电路参数包括温度测量。在一些示例中，一个或多个被测量的电路参数包括活动度量测量。在一些示例中，活动度量测量可以包括一个或多个电路活动计数。在一些示例中，一个或多个被测量的电路参数包括频率测量。在一些示例中，可以使用不同测量参数的组合，诸如温度测量和活动测量，或者温度测量和频率测量，或者活动测量和频率测量。在一些示例中，一个或多个被测量的电路参数可以包括温度测量、活动度量测量和频率测量。在一些示例中，被用于寿命终止建模的具体测量类型可以取决于由电路功能单元16执行的一种或多种功能的类型。

在一些示例中，与电路参数的测量相关联的时间段可以包括电路的整个功能性寿命。在一些示例中，可以在比电路寿命更长的时间段内推断电路寿命期间的测量。在第一时间段内被测量的电路参数可以提供对可能的未来电路操作(即，作为基于电路参数的实际过去测量的预测而进行推断的可能的未来测量)的准确预测。在各种示例中，与电路参数的测量相关联的时间段可以包括电路的整个功能性寿命、电路10的一部分寿命或者可以包括与现场中的电路操作相关联的滑动时间窗口。

在一些示例中，寿命模型单元18可以包括相对于电路功能单元16分开的电路。然而，在一些示例中，寿命模型单元18可以在电路功能单元16的现有部分未被使用时利用这些现有部分来执行电路功能。因此，在一些示例中，寿命模型单元18可以包括电路功能单元16的至少一部分，在这种情况下，寿命模型单元18可以被配置为在电路功能单元16没有实际执行电路功能的时间段内评估剩余寿命。

在一些示例中，电路参数的一种或多种测量可以发生在电路功能单元16内或电路功能单元周围的多个不同位置处。换言之，温度测量、活动测量、电路事件的活动计数或频率测量或计数可以发生在电路功能单元16内或电路功能单元16周围的多个不同位置处，这可以有助于改进基于测量参数或计数事件的推断的建模。因此，在一些示例中，寿命模型单元18可以被配置为在第一时间段内测量电路功能单元16内或电路功能单元16周围的多个不同电路位置中的一个或多个电路参数，并在第二时间段内在不同电路位置中推断被测量的一个或多个一个或多个电路参数。在这种情况下，寿命模型单元18可以基于在不同电路位置中被测量的一个或多个一个或多个电路参数的推断来评估电路的剩余寿命。

为了实现根据本公开的具有集成安全监测特征的集成电路，在一些示例中，图1的电路10可以被容纳在模制化合物内。换言之，电路功能单元16和电路寿命模型单元18可以共同位于电路封装的模制化合物内。通过在电路封装的模制化合物内一起实现电路功能单元16和电路寿命模型单元18，可以实现具有集成寿命建模功能的自包含功能性电路。

图2是电路寿命模型单元28的一个示例的框图。在这个示例中，电路寿命模型单元28包括进行与电路功能单元(图2中未示出)相关联的局部测量的若干不同测量单元。例如，测量单元可以包括一个或多个温度单元202、204、206，一个或多个活动监测器208以及一个或多个频率监测器210。寿命建模器220可以接收测量、基于测量来生成相关联的电路功能单元(图2中未示出)的实际分布并且基于该测量的推断来生成预测性分布。基于由寿命建模器220生成的预测性分布，输出单元212可以被配置为将一个或多个消息或警报输出到更大系统以用于例如评估电路的剩余寿命、提供基于预测性分布的度量、基于预测性分布来识别电路的基本故障率(BFR)或者基于预测性分布来输出其他故障、警报、警告或度量。图2仅是一个示例，并且被用于寿命终止建模的具体测量类型可能在不同情形中有所不同，并且在一些示例中，可能取决于由电路功能单元16执行的一种或多种功能的类型。

在图2中所示的示例中，电路寿命模型单元28包括多个温度单元202、204、206，它们可以相对于功能性电路单元(图2中未示出)而被定位在不同的期望位置处。一个或多个活动监测器208可以被配置为监测电路活动或对电路事件的实例进行计数(例如，输出事件、电压事件、电流事件或其他满足阈值以便有资格作为事件的被测量事件)。一个或多个频率监测器210也可以被用作电路寿命模型单元28的测量单元以用于，例如测量频率，该频率诸如是时钟频率、环形振荡器频率、切换频率或与功能性电路的电路操作相关联的另一频率。

对于图2中所示的示例，可能期望在电路封装的同一模制化合物内实现图2中所示的所有组件。然而，在其他示例中，温度单元202、204、206、活动监测器208和/或频率监测器210可以被实现在相对于寿命建模器220是分开的电路封装中。

图3是示出可以形成电路的被测量的分布的温度测量的示例的图表。如图3中所示，在第一时间段内进行多个周期性温度测量以定义与功能性电路相关联的被测量的分布30。虽然图3被简化为仅示出几个测量，但是在一些示例中，被用来定义被测量的分布的测量数量可以巨大得多，并且可能包括在电路的整个寿命期间的间隔测量。实际上，在一些示例中，与功能性电路的被测量的分布(例如，与图3的分布30类似的测量分布)相关联的时间段可以包括电路的整个功能性寿命。

图4是示出在比与测量分布30相关联的时间段更长的时间段内推断图3的温度测量以便创建电路的预测参数分布40的图表。例如，图3中所示的测量分布30可以对应于图4中所示的预测参数分布40的第一部分41。此外，图3中所示的测量分布30可以被推断以定义图4中所示的预测参数分布40的第二部分42和图4中所示的预测参数分布40的第三部分43。推断量在不同情形中可能会有所不同。在一些示例中，基于测量分布30定义预测参数分布40所进行的推断量可以取决于测量分布30中的数据量、电路在固定条件下的预期寿命或其他因素。

图5是示出包括电路功能单元52和电路寿命模型单元50的另一个示例电路的另一个框图。类似于图1中的电路功能单元16，图5的电路功能单元52可以包括驱动器电路、逻辑电路、电机驱动器、振荡器电路、电平移位器电路、相移电路、锁相环电路、ADC电路、DAC电路、ALU、处理器、微控制器、DSP、诸如SPI之类的通信接口电路或其他类型的通信接口电路、数字逻辑电路、状态机、信号处理电路、控制电路、模拟功能电路、存储器电路或任何被配置为执行一个或多个电路功能的其他电路。

电路寿命模型单元50可以被配置为评估电路功能单元52的剩余寿命。具体地，寿命模型单元50可以被配置为在电路功能单元52的操作期间测量在一个时间段内与电路功能单元52相关联的一个或多个电路事件，并且基于在电路的操作期间的该时间段内的一个或多个被测量的电路参数来评估电路功能单元52的剩余寿命。例如，寿命建模器56可以被配置为通过在比与计数事件相关联的时间段更长的时间段内推断测量电路参数来对电路功能单元52的电路寿命进行建模。

可以使用任意数量(N)的事件计数器54A、54A、54C，其中N是任意正整数。在一些示例中，不同的事件计数器54A、54A、54C与定义电路功能单元52的操作值(例如，电压、电流或电路功能单元52内的其他值)的不同的电路节点相关联。在一些示例中，每个事件计数器54A、54A、54C包括连接到电路功能单元52内的可测量电路节点的比较器。每个事件计数器54A、54A、54C的比较器可以被配置为比较电路功能单元52内的可测量电路节点处的值与一个或多个阈值。如果测量值满足一个或多个阈值，则给定事件计数器54A、54A、54C可以记录针对该事件的计数。每个事件计数器54A、54A、54C可以包括用于存储针对每个事件计数器54A、54A、54C的事件的累加计数的存储设备(例如，触发器)。用于每个事件计数器54A、54A、54C的触发器可以根据以相同时钟频率对所有计数器54A、54A、54C进行计时的计数器时钟进行操作，以便由寿命建模器56定期读出。寿命建模器56可以被配置为通过在比与已发生的计数事件相关联的时间段更长的时间段期间推断被测量事件(例如，推断事件计数)的方式对电路功能单元52的电路寿命进行建模。

为了实现根据本公开的具有集成安全监测特征的集成电路，在一些示例中，图5中所示的电路可以被容纳在模制化合物内。换言之，电路功能单元52和电路寿命模型单元50可以共同位于电路封装的模制化合物内。通过在电路封装的模制化合物内一起实现电路功能单元52和电路寿命模型单元50，可以实现具有集成寿命建模功能的自包含功能性电路。

图6是示出可以形成电路的测量分布的计数值的示例的图表。如图6中所示，一个或多个事件计数器在第一时间段内对事件总数进行计数，以定义与功能性电路相关联的测量分布60。虽然图6被简化为仅示出具有不同计数值的几个时间实例，但是在一些示例中，时间实例的数量和被用来定义测量分布的计数数量可以巨大得多。在一些示例中，与功能性电路的测量分布60(例如，与图6的分布60类似的测量分布)相关联的时间段可以包括电路的整个寿命。

图7是示出计数的推断的图表(其可以由图5的事件计数器54A、54A、54C记录)。类似于图4的温度测量示例，在图7中，计数的推断在比与创建测量分布60相关联的时间段更长的时间段内。例如，图6中所示的测量分布60可以对应于图7中所示的预测参数分布70的第一部分71。此外，图6中所示的测量分布60可以被推断以定义图7中所示的预测参数分布70的第二部分72和图7中所示的预测参数分布70的第三部分73。与其他示例一样，推断量在不同情形中可能会有所不同。在一些示例中，基于测量分布60定义预测参数分布70的推断量可以取决于测量分布60中的数据量、电路在固定条件下的预期寿命或其他因素。

图8是示出本公开的示例技术的流程图。将从图1的电路10的角度描述图8，但是其他电路也可以执行该方法。如图8中所示，电路功能单元16执行电路功能(81)。电路寿命模型单元18根据图8中所示的附加步骤来评估电路10的剩余寿命。具体地，在图8中所示的示例中，电路寿命模型单元18可以在第一时间段内测量一个或多个电路参数或事件(82)，在第二时间段内推断被测量的一个或多个电路参数或事件(83)，并基于一个或多个被测量的电路参数的推断来评估电路的剩余寿命。

在一些示例中，评估剩余寿命包括计算基本故障率，这将在下面更详细地讨论。此外，在一些情况下，评估剩余寿命还包括执行所谓的故障模式影响和诊断分析(FMEDA)计算。FMEDA计算可以指代根据国际标准化组织(ISO)标准26262执行的与道路车辆功能安全相关的计算。FMEDA计算也可以被称为ISO标准26262中的定量故障模式影响分析(FMEA)计算。在一些示例中并且如下文更详细解释的，计算基本故障率并执行FMEDA计算例如可以包括根据ISO标准26262所定义的过程。

在不同的示例中，一个或多个被测量的电路参数包括选自由以下各项组成的组的一种或多种测量：对温度测量、活动度量测量、被测量的电路活动的一种或多种计数和/或频率测量。如上面所提及的，在一些情况下，电路寿命模型单元18还可以被配置为响应于识别出剩余寿命的评估小于阈值而输出警报或者禁用电路10的至少一部分(或响应于识别出电路10的剩余寿命的评估小于阈值，禁用更大系统的一个或多个其他组件)。

一般来说，半导体组件(例如，电路和设备)由于使用而受到不同种类的磨损。磨损可能导致安全应用可能需要的功能或性能的丧失。但是，如果可以在可能的功能丧失发生之前提前确定该丧失，则这不一定是问题。在一些示例中，本公开的技术可以促进在功能丧失发生之前对被确定为接近寿命终止(并因此可能很快出现故障)的电路进行组件或电路更换。

本公开的一个目标是提供用于确定或预测组件或电路的未来功能丧失的解决方案。在一些示例中，“功能的丧失”可以被定义为违反在功能丧失之前满足并且在这种功能丧失之后无法满足的特定标准。该标准可以是关于可靠性故障率增加的可用寿命(例如，类似于图7中所示的浴盆曲线中的平坦区域的末端)。与ISO标准26262中定义的与道路车辆功能安全相关的目标相比，该标准还可以是过多的随机硬件故障率或度量。其他类型的标准也是可能的。

在一些示例中，本公开的技术可以仅用一个传感器或测量单元来实现，尽管在其他示例中可能期望附加的传感器或测量单元。本公开的电路可以利用与特定产品要求或标准相匹配的详细目标模型。目标可以被应用于被测量参数的组合(即，一个目标和许多参数)。与明确要求的直接比较会比将输入参数与人工输入参数目标进行比较更准确。在一些示例中，本公开的技术可以包括可能对安全相关电路应用有用的安全基本故障率和可能的安全度量值的计算。在一些示例中，所描述的技术可以提供维护消息以便因为识别出老化效应而在一个或多个电路上发起设备更换或维护动作。

此外，对诸如电压、频率和结温度之类的操作条件随时间的跟踪可以被使用。此外，可以执行在功能的丧失发生之前预测功能丧失的维护消息的传输，并且可以执行发起设备更换或维护动作。本文还描述了安全参数(如基本故障率和安全度量)的评估方法。此外，可以根据本公开来执行基于所得预测寿命或预测安全参数的维护决策。

根据本公开，描述了用于预测设备功能的未来丧失的设备、系统和方法，其可以使用一个或多个操作参数的时间相关测量，确定预测参数分布，计算预测功能丧失(诸如违反安全度量或可靠性寿命)并向系统发起维护消息。

本公开的一个或多个方面可以包括

1.广义寿命(而并非仅可靠性寿命)可以被用来确定功能的丧失。例如，由固有故障所确定的过高故障率可以被用来根据图7中所示的故障率曲线来确定接近寿命终止。这可以允许系统或设备以一般方式预测功能的丧失。

2.可以使用参数的局部解析测量。

3.可以使用插入到电路中的计数器寄存器对活动的测量。寄存器的连接可以通过专用活动读出扫描链来定义。

4.可以使用预测参数分布的广义寿命评估原理。

5.可以使用用于确定预测参数分布(PPP)的方法以及PPP的ss性能。

6.PPP的评估方法可以被用来精确地确定剩余的广义寿命。

7.PPP方法的应用可以被用来确定基本故障率。

8.可以执行PPP方法的应用以确定FMEDA故障率和PMHF度量。

9.可以执行简化公式的芯片嵌入评估。

10.可以通过公式的数学项的预先计算来进行公式的简化，并且将预先计算的项值存储为常数可以被用来简化实时电路的计算。

现在讨论一些示例测量过程。多个参数可以在本地并且以时间相关的方式来测量。以下三个参数作为示例被给出：

1.温度-管芯+环境

2.处理负载＝活动

3.频率

本公开的技术可以使用嵌入式或外部组件(例如，嵌入式或外部传感器，或测量单元)来执行。具有嵌入式内部测量能力的半导体电路可能有利于用户的测量的高局部分辨率和简单性。嵌入式测量可以在测量电路的有效参数操作范围内被执行。相比之下，具有外部测量能力的半导体电路可能具有测量给定电路的最大额定值的更宽参数范围的可能性的优点。

现在讨论可以根据本公开使用的温度测量。在一些示例中，可能期望确定与时间相关的产品温度分布并使用该分布来计算工业标准基本故障率。与时间相关的温度分布可以被用来根据IEC 62380/ISO26262:2018-11评估实际产品温度和循环任务分布。这反过来又可以促进个体产品基本故障的计算。这种计算在下面被描述为被测量数据的评估示例。

在一些示例中，温度可以定义更全面的参数，这意味着跨管芯的百分比变化更小，并且可能需要更少的局部分离温度测量单元。一般来说，可以使用灵活的局部分辨率。温度测量单元可以测量局部管芯结温度Tjx。此外，温度测量单元可以被实现为热传感器，例如正温度系数(PTC)传感器、负温度系数传感器(NTC)或带隙参考温度传感器。

与电路相关联的局部管芯温度Tjx一般可以是环境温度(T_ambient)、功耗(P)和热阻(Rth)的函数。功耗(P)可以是负载容量(C)、活动/频率(f)、电压(V_dd)和静态电流(诸如泄漏电流或电流平均值(I_leak,I_mean)的函数

P＝P_dynamic+P_static+P_switching (等式1)

P＝C f V_dd ²+I_leak V_dd+I_mean V_dd (等式2)

产品结温度T_j可以由下式给出

T_j＝T_ambient+R_th P(等式3)

通过电气关断电路或设备，可以将功耗P降低到零。在很短的时间内激活测量单元TMx仅导致可忽略不计的小平均功耗P。通过这种方法，可以测量产品的环境温度Tambient。同样，非常小的Rth值允许测量环境温度。

一般来说，Tj可以取决于局部功耗P_local和局部电路活动/频率而局部性地不同。电路活动/频率(f)可能与应用相关，也可能与电路中处于操作中的软件或固件相关。下面讨论活动的测量的示例。

在一些示例中，例如可能使用可切换电源域，温度传感器(诸如温度单元202、204、206)可以被配置为测量与电路相关联的局部管芯温度和电路周围的环境温度。关于通过活动监测器208或事件计数器54A、54B、54C进行的活动测量，在一些情况下，活动取决于特定应用，并且可能取决于在电路功能单元上操作的软件或固件。该活动可以局部地在0％和100％之间变化并且与时间相关。因此，取决于电路和电路的应用，可能需要详细的局部分辨率以预测电路的剩余寿命。为了量化参数活动，可能尤其需要电路活动的灵活局部分辨率。

在一些示例中，图5中所示的电路可以促进电路功能单元52的局部切换活动的测量。事件计数器54A、54B、54C可以包括作为扫描链而被连接的计数器寄存器(例如，触发器)。如图5中所示，事件计数器54A、54B、54C可以被定位在电路中，以用于与电路功能单元52相关联的活动的活动测量。在一些情况下，事件计数器54A、54B、54C可以测量电路功能单元52的逻辑节点的局部活动以及与电路功能单元52相关联的局部时钟频率。事件计数器54A、54B、54C中的每一个的寄存器可以连接在专用活动读出扫描链中。这可以允许寿命建模器56快速有效地读出与每个事件计数器54A、54B、54C相关联的活动值。

在一些示例中，事件计数器54A、54B、54C可以提供三个不同的局部活动参数分布(CNT1至CNT3)和与电路功能单元52相关联的时钟活动分布(CNTCLK)。这些局部活动参数分布时钟活动分布可以被组合或共同使用以定义电路功能单元52的活动参数分布，其可以如本文所述进行推断以创建电路功能单元52的预测性参数分布。然后电路功能单元52的预测性参数分布(例如，类似于图7的分布70，但是包括用于多个事件计数器54A、54B、54C和时钟活动分布的数据)可以被用于寿命终止预测分析。

在一些示例中，图2中所示的电路的频率监测器210可以被用来执行一个或多个频率测量。一个或多个电路操作或事件的频率也可以取决于特定类型的应用，该应用可能为在电路功能单元上操作的软件或固件。取决于被监测的电路功能单元的类型，可以存在不同的频率域。此外，域的频率可以被局部选通和修改。频率的局部分辨率可以取决于电路的类型和频率控制应用。

在一些示例中，被测量参数可以被记录(例如，在寿命建模器220或寿命建模器56中)为具有可选择的时间步长分辨率的阶跃函数。每个时间步长内的记录值可以对应于在该时间间隔内的平均测量值。也可以记录其他值，如最大测量值或中值测量值，以及记录特定事件，诸如满足阈值的测量值。

在一些示例中，寿命建模器220或寿命建模器56可以将评估方法作为内部“在线”芯片嵌入步骤来执行。在其他示例中，评估方法可以作为外部系统级过程或“离线”方法而被执行。

在一些示例中，例如经由具有使用固件代码的存储器的嵌入式处理器或作为嵌入式状态机和查找表存储器，芯片嵌入式评评估算可以在寿命建模器220或寿命建模器56中实现。芯片嵌入式评估的一个优点是对于用户的简单性。

在一些示例中，可以通过预先计算一些或所有数学项公式来简化寿命评估过程的计算。预先计算的项值可以被存储为常数，并且可以通过有效地减少嵌入式处理器否则需要的计算负载而有利于加速计算。

在一些示例中，根据本公开执行的技术可以被用来有效地预测电路功能单元的在可能的未来“功能的丧失”或在可能的未来对某个标准的违反。标准的三个示例可以包括：

1)寿命

2)基本故障率

3)硬件故障的概率度量(PMHF)

图9是示出作为时间的函数的典型电路故障率的图表。在一些示例中，可以由寿命建模器220或寿命建模器56使用与图9的图类似的图表(或其中的参数或值)来评估电路功能单元。图9的曲线可以被视为浴盆曲线，尽管也可以使用与浴盆曲线参数无关的其他广义标准。利用如图9中所示的曲线，电路的寿命可以由图9中在右侧所示的“寿命线”来定义，其中存在由浴盆曲线所预测的故障率的明确定义的增加(或定义的加速度)。基本故障率线也在图9中被图示出，其可以被定义和被用于电路功能单元的评估。在其他示例中，图9中所图示的基本故障率的线可以被用于确定PMHF。

在一些示例中，寿命建模器220或寿命建模器56可以使用时间相关参数分布来执行一个或多个广义寿命评估过程。可以执行广义寿命评估过程以确定常规寿命(例如，直到图9的曲线预测成由内在故障导致的过度故障率的剩余时间，诸如由图9中所图示的“寿命”线所定义的)。为此目的，在一些示例中，剩余可用预测寿命(APL)可以由寿命建模器220或寿命建模器56确定。虽然讨论了所谓的预测参数分布，但是可以扩展技术以应用于其他标准，而不是评估的寿命。

在一些情形中，一般电路功能性对于给定的评估寿命来说是过于合格的，这可能有助于确保例如根据像汽车电子委员会(AEC)Q100标准这样的标准的电路组件合格。合格的寿命可能仅在已定义的应用分布范围内有效(例如，在给定的任务分布内)。合格的寿命通常小于或等于完整的可用寿命。

在一些示例中，寿命电路模型单元18、28、50可以被配置为基于可以根据AEC Q100标准来定义的任务分布来调整测试条件。图6示出测量分布60的一个示例，其可以包括电路功能单元的时间相关参数分布。如图6的参数分布60的参数分布可以由时间相关的应用参数来定义，如处理负载和环境温度。可能要求所有参数都保持在产品定义的最大额定值内。电路的可用寿命以及因此的相关产品的可能合格寿命可以取决于应用任务分布。

根据本公开，一种方法可以包括基于被测量的时间相关参数分布和具有可用寿命和寿命合格结果的一个或多个相关分布来确定一个或多个任务分布。使用预测任务分布(如图7的预测分布70)可以允许寿命电路模型单元18、28、50确定“可用预测寿命”(APL)可以被确定。

在一些示例中，预测分布70可以包括预测参数分布(PPP)，其中给定参数值的时间份额相对于分布持续时间的比率对于测量分布60和预测分布70是相同的。

例如，测量分布60中的给定值可以包括整个任务分布60的一部分(Fr)。类似地，该值和在其他时间段内该值的推断可以共同定义预测参数分布70内的数据的相同部分(Fr)。

在一些示例中，寿命电路模型单元18、28、50可以被配置为将参数分布60的相等部分与图6中所示的持续时间m组合，以形成如图7中所描绘的持续时间p的预测分布70。作为另一个示例，在一些情况下，时间m和时间p之间的预测分布时间帧可以被拆分成具有某些参数值的任意时间片，其中给定参数值的时间片相对于分布持续时间的比率对于测量分布和预测分布是相同的。

在一些示例中，寿命电路模型单元18、28、50可以被配置为将时间m和时间p之间的预测分布时间帧拆分成与测量分布(MPP)相同数量的时间片。在该示例中，预测分布的每个时间片可以具有与对应的MPP时间片相同的参数值。

在一些示例中，预测分布70可以包括PPP，其中在某个高度或幅度处的总步数与总步数的比率对于测量分布60和预测分布70是相同的。例如，如果在分布60内具有高度＝4的步数与总步数的比率是1/14，那么该比率对于预测分布70可能是相同的。此外，在一些示例中，预测分布70可以包括PPP，其中不同的局部参数值序列与测量分布60的是相同的。

在一些示例中，寿命电路模型单元18、28、50可以对所生成的PPP执行评估方法以精确地确定剩余的广义寿命。由寿命电路模型单元18、28、50执行的方法可以确定具有不同持续时间的多个预测参数分布(PPP)。其中一个PPP可以定义所需的最大持续时间。如果具有最大持续时间的PPP仍然满足广义寿命标准，那么寿命电路模型单元18、28、50可以确定在最大持续时间期间不需要预测性维护动作。但是，如果在给定持续时间(时间A)内针对一个参数分布违反了标准，但是在不同(即更短)的持续时间(时间B)内没有违反标准，那么广义寿命可能在(时间A)和(时间B)之间。上述方法可以以任意时间分辨率来执行，寿命电路模型单元18、28、50可以高精度地确定广义寿命。

除了确定电路的常规寿命之外，所描述的技术可以被应用于需要预防性维护的其他标准。例如，寿命电路模型单元18、28、50可以使用工业标准基本故障计算来执行可靠性评估。特别地，寿命电路模型单元18、28、50可以为了片上故障率可靠性预测的目的而使用IEC62380/ISO 26262:2018-11等行业标准。故障率的目标可以被用作启动预防性维护消息的标准，该消息从寿命电路模型单元18、28、50输出到另一个系统组件，诸如系统级控制器或微处理器。“预测分布”(诸如预测分布40或70)可以被用来计算预测故障率。

诸如IEC 62380/ISO 26262:2018-11之类的行业标准可以解决内在故障。但是，可以假定磨损期与使用期相去甚远。根据这样的标准，集成电路的寿命终止期应该远远超过设备的使用期。在一些情况下，本公开的技术可以通过促进实际电路寿命确定，将电路寿命延长到超出诸如IEC 62380/ISO 26262:2018-11之类的标准所支持的范围。

在一些示例中，由寿命电路模型单元18、28、50评估的故障机制可以包括用于硅基电路技术的以下内容：

-电迁移；

-氧化物老化；

-热电子；

-电荷增益和电荷(用于各种可编程存储器的写入-擦除周期)。

寿命电路模型单元18、28、50可以使用例如参考图3和图4所描述的时间相关温度分布来根据IEC 62380/ISO 26262:2018-11评估实际产品温度和循环任务分布。这继而允许寿命电路模型单元18、28、50计算个体产品基本故障(BFR)。其他分布和其他基本故障率模型和标准的使用也是可能的。

温度相关模型可以被视为其他可能的可靠性模型的特例，其还可以包括关于电路活动、频率、电压或其他因素的信息。根据IEC 62380模型，由于有源组件的电气环境导致的非固有故障，可以考虑利用因素。在这种情况下，电气环境可以由寿命电路模型单元18、28、50用活动、频率和电压来识别。

在一些示例中，寿命电路模型单元18、28、50可以将基本故障率结果与基本故障率目标值进行比较。目标值可以反映一定程度的寿命消耗。基于比较结果，可以从寿命电路模型单元18、28、50输出寿命消息，以向系统级组件用信号发送剩余电路寿命。

在一些示例中，寿命电路模型单元18、28、50可以使用标准中定义的可靠性模型根据IEC 62380标准/ISO 26262:2018-11计算故障率(λ)。在这种情况下，针对温度因素或影响因素，寿命电路模型单元18、28、50可以应用表1所示的数学模型以及IEC 62380标准的一个或多个附加等式。

表1数学模型：

必要信息：

(t_ae)_i：在任务分布的第i阶段，设备周围的平均外部环境温度。

(t_ac)_i：组件附近的印刷电路板(PCB)的平均环境温度，其中温度梯度被抵消。

λ₁：集成电路系列的每个晶体管基极故障率。参见表16。

λ₂：与集成电路技术掌握相关的故障率。参见表16。

N：集成电路的晶体管的数量。

a：[(制造年份)-1998]。

(π_i)_i：与集成电路任务分布的第i结温度相关的第i温度因素。

τ_j：针对任务分布的结温度的集成电路的第i工作时间比。

τ_on：集成电路的总工作时间比。其中：

τ_off：集成电路处于存储(或休眠)状态的时间比。其中：τ_on+τ_off＝1

π_a：与安装基板和封装材料之间的热膨胀系数差异相关的影响因素。

(π_n)_i：与封装看到的热变化的年循环次数相关的影响因素，幅度为ΔT_i。任务分布的第i热振幅变化。

λ₃：集成电路封装的基本故障率。参见表17a和17b

π_I：与集成电路使用相关的影响因素(接口与否)。

λ_EOS：与所考虑应用中的电气过应力相关的故障率。

在一些示例中，寿命电路模型单元18、28、50可以接收模型的输入参数，包括温度测量和时间。在一些示例中，寿命电路模型单元18、28、50可以接收针对电路的每个操作或阶段的输入参数(其可以是与管芯相关的参数)。由管芯相关的温度任务分布和结温度分布确定的输入参数可以包括以下内容：

·印刷电路板t_aci在第i个操作阶段中的平均环境温度[℃]

·第i个操作阶段中的结温度t_{j_i}[℃]

·电路的总预期寿命

·第i个操作阶段的时间比τ_i

这些值可以被用来确定表1的各种值，包括例如：(π_t)_i、τ_i、τ_on、τ_off。

在一些示例中，寿命电路模型单元18、28、50可以根据自热来计算或确定与主功能单元相关联的结温度t_{j_i}。

t_{j_i}＝t_aci+自热 (等式4)

自热又可以由功耗P和热阻Rth中导出

自热＝R_thP (等式5)

在一些示例中，寿命电路模型单元18、28、50可以接收电路的每个循环阶段的被测量输入参数(其可以与封装相关)。在这种情况下，例如，附加的输入参数可以包括：

·第i个操作阶段设备周围的平均外部环境温度(t_ae)_i[℃]

·(t_ac)_i：组件附近的印刷电路板(PCB)的平均环境温度，其中温度梯度被抵消。

·每年的第j阶段的循环数

·第j个循环阶段的自热(例如，是或否)。

这些参数可以被用来确定表1的各种值，包括例如：(π_n)_i、ΔT_i

在一些示例中，除了制造年份“a”之外，由寿命电路模型单元18、28、50根据表1使用的任何剩余计算输入参数可以是产品的固定值。生产年份“a”也可以被设置为固定值，通过应用保守评估，“a”等于产品制造的第一年。

寿命电路模型单元18、28、50可以执行故障率的一个或多个计算。此外，在一些情况下，参数分布可能会考虑电路的非操作时间。例如，考虑到图10中所示的参数分布，其包括被测量参数1002和被测量参数的推断1004。在这种情况下，被测量参数1002和被测量参数的推断1004都包括非操作时间。IEC 62380/ISO 26262:2018-11的可靠性模型可以预测与时间无关的故障率。模型的输入参数可以将可用寿命或(总寿命)假定为固定值。在一个示例中，可用寿命或(总寿命)可以是大约44000小时(等于大约5年)。图10的参数分布描绘了环境温度与操作时间的关系。

在下面，示例1包括表2至表6，示出在循环任务分布保持恒定的同时可以应用的一些示例客户温度分布(例如，对于电机控制循环分布)。

示例1:

表2

表3

表4

表5A

表5B

表6

在示例1中，资格分布的计算的结果是12,88FIT的管芯故障率和66,79FIT的封装故障率。当循环分布不变时，封装故障率不会改变。为了说明预测参数分布的使用，寿命电路模型单元18、28、50可以考虑两个PPP。预测参数分布“PPP3短”可以基于短测量时段，并且预测参数分布“PPP3长”可以基于更长的测量。

第二参数分布“PPP3长”可以基于比预测参数分布“PPP3短”更长的测量。在一些示例中，直到22000小时的测量分布部分可以包含更高要求的温度。图10是示出温度测量和非操作时间的推断以创建考虑电路的操作时间和非操作时间的电路的预测分布的图表。在图10内，被测量参数1002包括对应于前11000小时的预测参数分布“PPP3短”和对应于与整个被测量参数1002相关联的前22000小时的第二参数分布“PPP3长”。

在一些示例中，寿命电路模型单元18、28、50可以将资格分布的管芯故障率结果与两个预测分布PPP3短和PPP3长进行比较。PPP3短计算的结果是5,92FIT的管芯故障率，而PPP3长计算的结果是19,39FIT的管芯故障率。表7总结了管芯故障率结果。

表7

在图7中总结的示例中，要求分布PPP3长的故障率结果明显高于分布PPP3短的故障率，并且也高于属于资格分布的故障率。随着时间的推移，两个PPP3分布属于相同的测量活动，并且因此共享相同的开始阶段。

以资格分布的故障率的值作为目标，可以将预测分布故障率与目标进行比较。此外，在进行测量期间，预测故障率在11000到22000小时之间的时间跨越目标值。此跨越可以被用作向系统发起消息的触发器。换言之，只要预测值高于目标值，寿命电路模型单元18、28、50就可以发起消息。

在一些示例中，寿命电路模型单元18、28、50可以被配置为使用FMEDA计算来执行安全参数评估。根据ISO 26262[ISO26262:2018]，上述故障率和预测故障率可能与个体产品硬错误(HE)基本故障率(HE_BFR)相同。这继而又可以被用来计算选定的FMEDA结果，如硬件故障的概率度量(PMHF)或结果故障率。基于预测任务分布的计算结果可以与度量或故障率的目标进行比较。取决于比较的结果，预防性维护消息可以由寿命电路模型单元18、28、50发起并传输到更大系统的另一个组件。

FMEDA计算可以由寿命电路模型单元18、28、50实现为“嵌入式微型FMEDA”。FMEDA硬错误故障率通常是HE基本故障率BFR的纯线性函数，因此使用简单的等式和常数参数很容易实现。

HE failure rate₁＝a₁*HE_BFR(等式6)

PMHF也可能是故障率与寿命的简单相加和相乘的结果。例如，PMHF可以被表达为：

(根据ISO 26262第5部分的PMHF)

PMHF＝b₁*HE_BFR+SE₁+[(HE_BFR*b₂)+SE₂]*[(HE_BFR*b₃)*Tlife+(SE₃)*TDC](等式7)

其中b₁、b₂、b₃、SE₁、SE₂、SE₃、Tlife、TDC为常数

在一些情况下，寿命电路模型单元18、28、50的计算可以被进一步简化为以下二次等式：

(根据ISO 26262第5部分的PMHF)

PMHF＝HE_BFR²*b₂₃*Tlife+HE_BFR*(SE₂ b₃*Tlife+b₁)+(SE₃)*TDC+SE₁ (等式8)

以及：

PMHF＝HE_BFR²*x+HE_BFR*y+z(等式9)

x,y,z为独立于HE基本故障率的常数

在一些示例中，PMHF还可以被表达为：

(根据ISO 26262第10部分V2的PMHF)

PMHF＝b₁*HE_BFR+SE₁+b₂*HE_BFR²*TDC+b₃*HE_BFR xSE₂ x TDC+SE₃ ²*TDC

+b₄*HE_BFR²*Tlife+b₅*HE_BFR x SE₄*Tlife

(等式10)

其中b₁、b₂、b₃、b₄、SE₁、SE₂、SE₃、SE₄、Tlife、TDC为常数

PMHF表达式被进一步简化为以下二次等式：

(根据ISO 26262第10部分V2的PMHF)

＝HE_BFR²*(b₂*TDC+b₄*Tlife)+HE_BFR*(b₁+b₃ x SE₂ xTDC+b₅ x SE₄*Tlife)+SE₃ ²*TDC+SE₁

分别为：

PMHF＝HE_BFR²*x+HE_BFR*y+z

(等式12)

x,y,z为具有独立于HE基本故障率的常数。

在一些示例中，以等式(EQ12)的形式实现PMHF是非常有效的。可以注意到，等式12(EQ12)具有与等式9(EQ9)相同的形式。在增加基本故障率(BFR)的示例中，得到的PMHF看起来如图11中所示。特别地，例如根据与道路车辆功能安全相关的国际标准化组织(ISO)标准26262和上面的示例，图11是示出电路的基本故障率(BFR)和硬件故障的概率度量(PMHF)之间的示例关系的基本图表。

在一些示例中，由寿命电路模型单元18、28、50使用的PMHF公式基于ISO 26262并且与根据ISO 26262第5部分的PMHF一致，如下：

PMHF＝SPF,HE+SPF,SE+RF,HE+RF,SE

+[(IF,DPFdet,HE+SM1,DPFdet,HE)+(IF,DPFdet,SE+SM1,DPFdet,SE)]

x[(IF,DPFlat,HE+SM,DPFlat,HE)xTlifetime+

(IF,DPFlat,SE+SM,DPFlat,SE)x TDC]

此外，在一些示例中，PMHF可以由寿命电路模型单元18、28、50根据ISO26262Part10V2定义如下：

PMHF＝λSPF,HE+λSPF,SE+λRF,HE+λRF,SE+0.5x[

+λSM1,DPF,det xλIF,DPF x TDC

+λSM1,DPF,lat,HE xλIF,DPF x Tlifetime

+λSM1,DPF,lat,SE xλIF,DPF x TDC

+λIF,DPF,lat,HE xλSM1,DPF x Tlifetime

+λIF,DPF,lat,SE xλSM1,DPF x TDC

]

如所提及的，在一些情况下，还可能期望寿命电路模型单元18、28、50向一个或多个系统级组件(诸如微处理器、微控制器、电子控制单元(ECU)或其他系统级设备)的一个或多个系统级组件发出警报、故障、寿命预测或其他信号。在一些示例中，从寿命电路模型单元18、28、50到系统的消息是基于上述确定的标准和广义寿命的预测。

在一些示例中，可靠性寿命评估是由寿命电路模型单元18、28、50执行的，用于确定功能性电路的剩余可用预测寿命(APL)。在一些示例中，剩余的可用预测寿命(APL)通过轮询或通过定期传输方式被传输到系统。在一些示例中，由寿命电路模型单元18、28、50将APL与可用合格寿命AQL＝(合格寿命-当前寿命)进行比较，并且寿命电路模型单元18、28、50可以在APL低于AQL的90％或100％时向系统输出维护消息。

此外，在一些示例中，寿命电路模型单元18、28、50可以通过轮询或通过定期传输将预测的基本故障率值输出到更大系统或其他系统组件。在其他示例中，寿命电路模型单元18、28、50可以将预测分布的故障率值与由资格分布的值所定义的目标进行比较。如果预测值高于目标的90％或100％，则由寿命电路模型单元18、28、50触发系统维护消息。

在一些示例中，PMHF或故障率可以被用来发起消息传递。预测度量和故障率值可以通过轮询或通过定期传输而从寿命电路模型单元18、28、50被传输到一个或多个其他系统级组件。在其他示例中，将预测分布的故障率值与针对产品所定义的目标度量和故障率进行比较。如果预测值高于目标的90％或100％，则由寿命电路模型单元18、28、50向系统触发维护消息。

从寿命电路模型单元18、28、50传输一个或多个寿命终止消息可能引起系统级动作或响应。维护消息可以通过与寿命电路模型单元18、28、50的任何电路相关联的接口而被传输到系统。例如电气标准接口，如控制器局域网(CAN)总线接口；控制器局域网-灵活数据(CAN-FD)总线接口；本地互连网络(LIN)总线接口；根据CAN上的通用异步接收器/发射器(UART)操作的总线；或控制器局域网-超大型(CAN-XL)总线接口、外围传感器接口标准(PSI5)接口、串行外围接口(SPI)或其他类型的接口。此外，可能期望使用信号引脚上定义的电平变化来传输消息。也可以使用如光学接口的其他接口。在一些示例中，维护消息可以调度、建议或要求更换被监测的电路或与电路相关联的更大设备。另一种可能的动作是激活设备的冗余部分。又一个动作是设备应用和/或操作参数的适配。

在本公开中，外在故障机制可以指的是由在设计、布局、制造或组装过程期间发生的错误或由制造或组装材料中的缺陷所引起的故障机制，或者是由直接归因于制造过程期间产生的缺陷所引起的故障机制。相反，内在故障机制可能指的是由材料的自然劣化或在制造或组装过程中在规格限制内的材料组合方式所引起的故障机制，或者是可以归因于根据规格处理的材料的自然劣化的故障机制。

在本公开中，广义寿命可以指的是直到发生相对于给定标准的功能丧失的产品应用时间。标准可靠性寿命可以被视为一般寿命的特例。

以下编号的条款呈现了本公开的一个或多个方面。

条款1-一种电路，包括：功能单元，被配置为执行电路功能；寿命模型单元，其被配置为评估电路的剩余寿命，其中寿命模型单元被配置为：在电路的操作期间的一个时间段内测量一个或多个电路参数，以及基于在电路的操作期间的该时间段内的被测量的一个或多个电路参数来评估电路的剩余寿命。

条款2-条款1所述的电路，其中寿命模型单元被配置为：在电路的操作期间的第一时间段内测量一个或多个电路参数；在第二时间段内推断被测量的一个或多个一个或多个电路参数；以及基于在第二时间段内对被测量的一个或多个一个或多个电路参数的推断来评估电路的剩余寿命。

条款3-条款1或条款2所述的电路，其中被测量的一个或多个电路参数包括温度测量。

条款4-条款1至条款3中任一项所述的电路，其中被测量的一个或多个电路参数包括活动度量测量。

条款5-条款4所述的电路，其中活动度量测量包括对电路活动的一种或多种计数。

条款6-条款1至条款5中任一项所述的电路，其中寿命模型单元被配置为：在第一时间段内测量多个不同电路位置中的一个或多个电路参数；在第二时间段内推断该不同电路位置中的被测量的一个或多个一个或多个电路参数；并且基于在不同电路位置中的被测量的一个或多个一个或多个电路参数的推断来评估电路的剩余寿命。

条款7-条款1至条款6中任一项所述的电路，其中一个或多个被测量的电路参数包括频率测量。

条款8-条款1至条款7中任一项所述的电路，其中一个或多个被测量的电路参数包括温度测量、活动度量测量和频率测量。

条款9-条款1至条款8中任一项所述的电路，其中寿命模型单元被配置为响应于识别出剩余寿命的评估小于阈值而输出警报。

条款10-条款1至条款9中任一项所述的电路，其中寿命模型单元被配置为响应于识别出剩余寿命的评估小于阈值而禁用电路的至少一部分。

条款11-条款1至条款10中任一项所述的电路，其中寿命模型单元被配置为响应于识别出剩余寿命的评估小于阈值而禁用更大系统的与电路相关联的至少一部分。

条款12-条款1至条款11中任一项所述的电路，其中该时间段包括电路的寿命。

条款13-条款1至12中任一项所述的电路，其中功能单元包括选自由以下各项组成的组的一个或多个电路单元：负载驱动器电路；逻辑电路；电机驱动器；振荡器电路；电平移位器电路；相移电路；锁相环电路；模数转换器电路；数模转换器电路；计算单元；处理器；微控制器；数字信号处理器；通信接口电路；数字逻辑电路；状态机；信号处理电路；控制电路；模拟功能电路；传感器；或存储器电路。

条款14-条款1至条款13中任一项所述的电路，其中寿命模型单元包括功能单元的至少一部分，该功能单元的至少一部分被配置为在功能单元不执行电路功能的时间段期间评估剩余寿命。

条款15-一种方法，包括：经由电路执行电路功能；以及评估电路的剩余寿命，其中评估电路的剩余寿命包括：在电路的操作期间的一个时间段内测量一个或多个电路参数，以及基于在电路的操作期间的该时间段内的被测量的一个或多个电路参数来评估电路的剩余寿命。

条款16-条款15所述的方法，其中评估电路的剩余寿命包括：在电路的操作期间的第一时间段内测量一个或多个电路参数；在第二时间段内推断被测量的一个或多个电路参数；以及基于在第二时间段内被对测量的一个或多个一个或多个电路参数的推断来评估电路的剩余寿命。

条款17-条款15或条款16所述的方法，其中评估剩余寿命包括计算基本故障率。

条款18-条款15至条款17中任一项所述的方法，其中评估剩余寿命还包括执行故障模式影响和诊断分析。

条款19-条款15至条款18中任一项所述的方法，其中被测量的一个或多个电路参数包括从由以下各项组成的组中选择的一种或多种测量：温度测量；活动度量测量；对被测量电路活动的一种或多种计数；或频率测量。

条款20-条款15至条款19中任一项所述的方法，还包括：响应于识别出剩余寿命的评估小于阈值而输出警报。

条款21-条款15至条款20中任一项所述的方法，还包括：响应于识别出剩余寿命的评估小于阈值而禁用电路的至少一部分。

条款22-条款15至条款21中任一项所述的方法，其中该时间段包括电路的寿命。

条款23-条款15至22中任一项所述的方法，其中执行电路功能包括执行选自由以下各项组成的组的一个或多个电路的一种或多种功能：负载驱动器电路；逻辑电路；电机驱动器；振荡器电路；电平移位器电路；相移电路；锁相环电路；模数转换器电路；数模转换器电路；计算单元；处理器；微控制器；数字信号处理器；通信接口电路；数字逻辑电路；状态机；信号处理电路；控制电路；模拟功能电路；传感器；或存储器电路。

已经描述了本公开的各种示例。所描述的系统、操作或功能的任何组合可被设想。这些和其他示例在以下权利要求的范围内。

Claims (23)

1.一种电路，包括：

功能单元，被配置为执行电路功能；以及

寿命模型单元，被配置为评估所述电路的剩余寿命，其中所述寿命模型单元被配置为：

在所述电路的操作期间的一个时间段内测量一个或多个电路参数，以及

基于在所述电路的操作期间的所述时间段内的被测量的一个或多个电路参数来评估所述电路的所述剩余寿命。

2.根据权利要求1所述的电路，其中所述寿命模型单元被配置为：

在所述电路的操作期间的第一时间段内测量所述一个或多个电路参数；

在第二时间段内推断所述被测量的一个或多个一个或多个电路参数；以及

基于在所述第二时间段内对所述被测量的一个或多个一个或多个电路参数的推断来评估所述电路的所述剩余寿命。

3.根据权利要求1所述的电路，其中所述被测量的一个或多个电路参数包括温度测量。

4.根据权利要求1所述的电路，其中所述被测量的一个或多个电路参数包括活动度量测量。

5.根据权利要求4所述的电路，其中所述活动度量测量包括对电路活动的一种或多种计数。

6.根据权利要求1所述的电路，其中所述寿命模型单元被配置为：

在第一时间段内测量多个不同电路位置中的所述一个或多个电路参数；

在第二时间段内推断所述不同电路位置中的被测量的一个或多个一个或多个电路参数；以及

基于在所述不同电路位置中的所述被测量的一个或多个一个或多个电路参数的推断来评估所述电路的所述剩余寿命。

7.根据权利要求1所述的电路，其中所述一个或多个被测量的电路参数包括频率测量。

8.根据权利要求1所述的电路，其中所述一个或多个被测量的电路参数包括温度测量、活动度量测量和频率测量。

9.根据权利要求1所述的电路，其中所述寿命模型单元被配置为响应于识别出所述剩余寿命的评估小于阈值而输出警报。

10.根据权利要求1所述的电路，其中所述寿命模型单元被配置为响应于识别出所述剩余寿命的评估小于阈值而禁用所述电路的至少一部分。

11.根据权利要求1所述的电路，其中所述寿命模型单元被配置为响应于识别出所述剩余寿命的评估小于阈值而禁用更大系统的与所述电路相关联的至少一部分。

12.根据权利要求1所述的电路，其中所述时间段包括所述电路的寿命。

13.根据权利要求1所述的电路，其中功能单元包括选自由以下各项组成的组的一个或多个电路单元：

负载驱动器电路；

逻辑电路；

电机驱动器；

振荡器电路；

电平移位器电路；

相移电路；

锁相环电路；

模数转换器电路；

数模转换器电路；

算术逻辑单元ALU；

处理器；

微控制器；

数字信号处理器DSP；

通信接口电路；

数字逻辑电路；

状态机；

信号处理电路；

控制电路；

模拟功能电路；

传感器；或者

存储器电路。

14.根据权利要求1所述的电路，其中所述寿命模型单元包括所述功能单元的至少一部分，所述功能单元的至少一部分被配置为在所述功能单元不执行所述电路功能的时间段期间评估所述剩余寿命。

15.一种方法，包括：

经由电路执行电路功能；以及

评估所述电路的剩余寿命，其中评估所述电路的所述剩余寿命包括：

在所述电路的操作期间的一个时间段内测量一个或多个电路参数，以及

基于在所述电路的操作期间的所述时间段内的被测量的一个或多个电路参数来评估所述电路的所述剩余寿命。

16.根据权利要求15所述的方法，其中评估所述电路的所述剩余寿命包括：

在所述电路的操作期间的第一时间段内测量所述一个或多个电路参数；

在第二时间段内推断所述被测量的一个或多个电路参数；以及

基于在所述第二时间段内对所述被测量的一个或多个一个或多个电路参数的推断来评估所述电路的所述剩余寿命。

17.根据权利要求15所述的方法，其中评估所述剩余寿命包括计算基本故障率。

18.根据权利要求15所述的方法，其中评估所述剩余寿命还包括执行故障模式影响和诊断分析FMEDA计算。

19.根据权利要求15所述的方法，其中所述被测量的一个或多个电路参数包括选自由以下各项组成的组的一种或多种测量：

温度测量；

活动度量测量；

对被测量电路活动的一种或多种计数；或者

频率测量。

20.根据权利要求15所述的方法，还包括：

响应于识别出所述剩余寿命的评估小于阈值而输出警报。

21.根据权利要求15所述的方法，还包括：

响应于识别出所述剩余寿命的评估小于阈值而禁用所述电路的至少一部分。

22.根据权利要求15所述的方法，其中所述时间段包括所述电路的寿命。

23.根据权利要求15所述的方法，其中执行所述电路功能包括执行选自由以下各项组成的组的一个或多个电路的一种或多种功能：

负载驱动器电路；

逻辑电路；

电机驱动器；

振荡器电路；

电平移位器电路；

相移电路；

锁相环电路；

模数转换器电路；

数模转换器电路；

算术逻辑单元ALU；

处理器；

微控制器；

数字信号处理器DSP；通信接口电路；

数字逻辑电路；

状态机；

信号处理电路；

控制电路；

模拟功能电路；

传感器；或者

存储器电路。

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