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半導体不良ビット救済

1.概要

◆半導体メモリの不良ビットがあるラインを冗長線(救済線)で置換する事で、不良チップを良品チップに
  変えることが出来ます。多数の不良ビットを限られた救済線でカバーする問題の最適解を得ることは
  理論的にも大変難しい問題です。 
  
  本プログラムでは、実用上はほぼ最適解を得られます。(X、Y線の合計を最小にする場合)

◆主な機能
 
 救済線の数に制限がない場合
最少の救済線数とその具体的な位置を次の2つの場合で出力します。これは最適解です。
 
 (1)X線最少の場合
 (2)Y線最少の場合
 
救済線の数に制限がある場合(X、Y線の合計が最小の条件下で)
X線の制限内で目いっぱいX線を使う解を出力します。X,Y線の合計は前述の最少本数です。
具体的な位置も出力します。
 
ただし、X線を完全には使いきれずに、残ってしまう場合もあります。最適解ではありません。
最少本数の必要が無く、X線を目いっぱい使い、Y線を最小化する場合(X、Y線の合計が最小の条件は無し)の
アルゴリズムは持っていますが、プログラム化はこれからです。いずれアップします。 

2.制限

本プログラムは評価版の為、以下の制限を設けている。
 
 X幅=1024(0〜1023)
 
 Y幅=1024(0〜1023)
 
不良ビット数には制限は有りません。メモリ確保できなくなるまでOKです。
性能計測用なので、(3,000,000/不良ビット数)回繰り返してCPU時間を計測します。
 
救済線の数に制限がある場合でも、実行不可能の判定結果は出力しません。
※本数の比較で判定が自明なため。

  ・使用期限 2016/12/31

3.使用方法

◆ダウンロード(ダウンロードのページからもダウンロードできます)
  
   sample04.zip  52.3 KB (53,591 バイト)
   sample04.lzh  53.0 KB (54,286 バイト)

3.1 インストール 
 
 (1)ダウンロードしたファイルを、任意のディレクトリに解凍します。
 
   (a)使用許諾契約書.txt
   (b)仕様書.xls
   (c)helpbit.exe
     本体プログラム

    (d)fbit.txt
     不良ビットの座標ファイルのサンプル

   (e)chip.txt
     救済線制限数ファイルのサンプル

3.2 アンインストール
 
 (1)インストール時に作成したディレクトリごとファイルを削除します。

3.3 使用方法
 
 (1)DOSプロンプト画面を表示します。
 
 (2)インストールディレクトリに移動します。
 
 (3)入力データファイルを同じディレクトリに準備します。

  (a)fbit.txt     不良ビットの座標ファイルのサンプル

  (b)chip.txt    救済線制限数ファイルのサンプル 

 (4)プログラム実行。
 
   helpbit.exe
 
 (5)出力データファイルを確認します。
 
   (a)out.txt   実行時間、X,Y救済線のアドレス
 
   (b)dbg.log     エラー情報など

4.性能

◆本プログラムは理論的には、ビット数Nの1.5乗に比例するはずですが、
   実用上はNに比例した時間で済みそうです。

◆テスト結果 ((3000000/ビット数)回繰り返した平均値)
  計測時間にはデータ取得の時間は含まれていません。純粋に救済線の計算だけです。
 
      PC1 PC2
 Xサイズ  Yサイズ ビット数  ms/回  μs/bit   ms/回 μs/bit 
1024 1024 30 0.088 2.933 0.018 0.623
1024 1024 100 0.240 2.400 0.047 0.470
1024 1024 300 0.490 1.633 0.109 0.363
1024 1024 1000 1.466 1.466 0.313 0.313
1024 1024 3000 7.100 2.366 1.720 0.573
  ※テストデータでは、閾値20で全てのビットが1つにグループ化する。

◆データ作成法
 
   [0,1024)区間の一様乱数を2個発生し、それぞれを不良ビットのX,Y座標とした。
 ビット数分だけ上記の方法でX、Y座標を発生した。

◆検証結果
 
(1)1ビットあたりの時間がそれほど変わっていない。つまり不良ビット数に比例した処理時間であったといえる。
 
(2)理論的には不良ビット数Nの1.5乗となるので、データ発生に問題がありそうだが、
  実際の不良ビットの分布の情報が全く無いので、この発生方法の妥当性は不明である。

◆テスト環境
 
   PC1  PC2
 OS  WindowsMe  WindowsXP
 CPU  Celeron 647MHz  Pentium4 3.4MHz
 メモリ  192MB  1GB
 プロジェクト  Releaseモード  Releaseモード
                    ※同梱のプログラムはReleaseモードです

5.開発環境

Visual Studio 2008 C++
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