Preciso detección de picos térmicos en el chip basada en algoritmos heurísticos y sensores de temperatura integrados
Autores: Touati, Djallel Eddine; Oukaira, Aziz; Hassan, Ahmad; Ali, Mohamed; Lakhssassi, Ahmed; Savaria, Yvon
Idioma: Inglés
Editor: MDPI
Año: 2023
Acceso abierto
Artículo científico
2023
Preciso detección de picos térmicos en el chip basada en algoritmos heurísticos y sensores de temperatura integrados
Categoría
Ingeniería y Tecnología
Subcategoría
Ingeniería Eléctrica y Electrónica
Palabras clave
Problemas térmicos
SoCs
Gestión térmica dinámica
DTM
Sensores térmicos
Detección de temperatura
Licencia
CC BY-SA – Atribución – Compartir Igual
Consultas: 51
Citaciones: Sin citaciones
La fiabilidad y vida útil de los sistemas en chip (SoCs) están siendo seriamente amenazadas por problemas térmicos. En los SoCs modernos, la gestión térmica dinámica (DTM) utiliza los datos térmicos capturados por los sensores térmicos para rastrear constantemente los puntos calientes y las ubicaciones de picos térmicos en tiempo real. Estimar las temperaturas máximas y la ubicación de estos picos puede desempeñar un papel crucial para los sistemas DTM, ya que la subestimación de la temperatura puede provocar fallos en los SoCs y acortar su vida útil. En este documento, se propone un nuevo algoritmo de asignación de sensores (llamado rastreador de gradiente térmico, TGT), basado en la eliminación recursiva de regiones que probablemente no contienen picos térmicos, para determinar regiones que potencialmente contienen picos térmicos. Luego, basado en una técnica empírica de detección de temperatura de origen llamada GDS (sensor de dirección de gradiente), también se propone un algoritmo híbrido para detectar la posición y temperatura de los picos térmicos con el fin de aumentar la precisión de la detección de temperatura mientras se intenta mantener el número de sensores térmicos al mínimo. Los parámetros esenciales, H y R, de la técnica GDS se determinan utilizando un algoritmo de búsqueda automatizado basado en recocido simulado. El algoritmo propuesto se ha aplicado en un sistema en chip (SoC) en el que hay cuatro fuentes de calor presentes, y para temperaturas que van desde 45 grados Celsius a 115 grados Celsius, en un área de chip igual a 25 mm. Los resultados de la simulación muestran que nuestro esquema propuesto de asignación de sensores puede detectar picos en el chip con un error máximo de 1,48 grados Celsius y un error máximo promedio de 0,49 grados Celsius utilizando 15 sensores térmicos.
Descripción
La fiabilidad y vida útil de los sistemas en chip (SoCs) están siendo seriamente amenazadas por problemas térmicos. En los SoCs modernos, la gestión térmica dinámica (DTM) utiliza los datos térmicos capturados por los sensores térmicos para rastrear constantemente los puntos calientes y las ubicaciones de picos térmicos en tiempo real. Estimar las temperaturas máximas y la ubicación de estos picos puede desempeñar un papel crucial para los sistemas DTM, ya que la subestimación de la temperatura puede provocar fallos en los SoCs y acortar su vida útil. En este documento, se propone un nuevo algoritmo de asignación de sensores (llamado rastreador de gradiente térmico, TGT), basado en la eliminación recursiva de regiones que probablemente no contienen picos térmicos, para determinar regiones que potencialmente contienen picos térmicos. Luego, basado en una técnica empírica de detección de temperatura de origen llamada GDS (sensor de dirección de gradiente), también se propone un algoritmo híbrido para detectar la posición y temperatura de los picos térmicos con el fin de aumentar la precisión de la detección de temperatura mientras se intenta mantener el número de sensores térmicos al mínimo. Los parámetros esenciales, H y R, de la técnica GDS se determinan utilizando un algoritmo de búsqueda automatizado basado en recocido simulado. El algoritmo propuesto se ha aplicado en un sistema en chip (SoC) en el que hay cuatro fuentes de calor presentes, y para temperaturas que van desde 45 grados Celsius a 115 grados Celsius, en un área de chip igual a 25 mm. Los resultados de la simulación muestran que nuestro esquema propuesto de asignación de sensores puede detectar picos en el chip con un error máximo de 1,48 grados Celsius y un error máximo promedio de 0,49 grados Celsius utilizando 15 sensores térmicos.