systems approach to the analysis of the impact of electrostatic discharge: the component system
Approche systémique pour l’analyse de l’impact des décharges électrostatiques : du composant au système
Résumé
With the steady increase of semi-conductor technologies and the explosion of embedded systems into severe environments, failures related to ElectroStatic Discharges (ESD) are growing in importance. ESD are power sources of interferences that can cause the destruction of electronic systems or functionality losses reducing reliability. This is even more critical for aeronautic and automotive applications, where people safety depends on the reliability of embedded electronic products. Studies presented in this document report the last eight years of research activity that I carried out within the group ISGE (Intégration des Systèmes pour la Gestion de l’Energie) then ESE (Energie des Systèmes Embarqués) on the issue of the ESD impact on systems. Facing the complexity of electronic equipment, it is difficult to predict the causes of failures whether hardware or functional. Thank to a systemic approach we present how to predict the ESD impacts through simulation. The proposed methodology is based on the development of dedicated measurement methods and purely behavioral models. The approach gives the opportunity for system level co-design that can be used either by IC founders or equipment manufacturers.
De 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. Les ESD sont des sources puissantes d’interférences pouvant générer la destruction des systèmes électroniques et des pertes de fonctions, réduisant fortement la fiabilité des équipements. Ceci est d’autant plus critique pour les applications aéronautiques et automobiles où la sécurité des personnes dépend de la robustesse des produits électroniques embarqués. Les travaux présentés dans ce mémoire présentent les huit dernières années d’activité de recherche que j’ai menées au sein du groupe ISGE (Intégration des Systèmes pour la Gestion de l’Energie) puis ESE (Energie des Systèmes Embarqués) sur la problématique de l’impact des décharges électrostatiques sur les systèmes. Face à la complexité des équipements électroniques, il est aujourd’hui difficile de prédire les causes de défaillance qu’elles soient matérielles ou fonctionnelles. Grâce à une démarche systémique, nous présentons comment prédire par la simulation l’impact des ESD. La méthodologie proposée s’est appuyée sur le développement de méthodes de mesure spécifiques et le développement de modèles purement comportementaux. La démarche ouvre la voie à la Co-conception de systèmes fiables aussi bien utilisables par les concepteurs de circuits intégrés que par les équipementiers.
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