温储备方式下胚胎电子细胞阵列可靠性评估方法与流程

本发明涉及基于生物学模型的计算机系统
技术领域：
，尤其涉及一种温储备方式下胚胎电子细胞阵列可靠性评估方法。
背景技术：
：目前，现有胚胎电子细胞阵列的可靠性评估方法中，为了降低阵列可靠性评估的复杂性，阵列中的空闲细胞均被看作热储备方式，即空闲细胞等价于工作细胞，二者具有相同的失效率。然而，在阵列实际工作过程中，空闲细胞只有地址模块、输入输出模块和控制模块接入电路，剩下模块均未接入电路，当工作细胞出现故障，阵列中空闲细胞将完全接入电路，移除故障工作细胞，实现故障的自修复，因此，阵列中的空闲细胞更加符合温储备方式。胚胎电子细胞阵列中，故障检测是故障自修复实现的前提，因此故障检测的覆盖率将直接决定阵列能否自修复。现有的阵列可靠性评估方法中，均假设电子细胞的故障检测覆盖率为100％，然而阵列现有故障检测方法的故障检测覆盖率不可能达到100％。在阵列故障自修复过程中，为了保证自修复过程的实现，电子细胞中的地址模块，输入输出模块与控制模块不能出现故障，在阵列实际工作过程中不可能达到。技术实现要素：本发明所要解决的技术问题是如何提供一种能够有效评估温储备方式胚胎电子细胞阵列的可靠性，提高阵列可靠性评估的准确度的方法。为解决上述技术问题，本发明所采取的技术方案是：一种温储备方式下胚胎电子细胞阵列可靠性评估方法，其特征在于包括如下步骤：引入电子细胞故障检测率p与故障修复率成功率q两个参数，基于k-out-of-n温储备系统可靠性理论与非齐次连续时间markov可靠性理论，建立行移除自修复胚胎电子细胞阵列以及细胞移除自修复胚胎电子细胞阵列的mttf方程，通过胚胎电子细胞阵列的mttf方程衡量所述阵列的可靠性。采用上述技术方案所产生的有益效果在于：本发明所述方法引入电子细胞故障检测覆盖率与故障修复率成功率两个参数，基于k-out-of-n温储备系统可靠性理论与非齐次连续时间markov模型，提出了温储备方式下胚胎电子细胞阵列的可靠性评估方法，温储备阵列可靠性评估方法更加符合阵列实际工作情况，仿真实验结果表明，温储备阵列可靠性评估方法能够有效评估阵列的可靠性，提高阵列可靠性评估的准确度。附图说明下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步详细的说明。图1是本发明实施例中胚胎电子细胞阵列的结构示意图；图2是本发明实施例中胚胎电子细胞阵列的行移除自修复过程示意图；图3是本发明实施例中胚胎电子细胞阵列的细胞移除自修复过程示意图；图4是本发明实施例中多态系统性能退化过程示意图；图5是本发明实施例中6种行移除自修复胚胎电子细胞阵列的可靠度；图6是本发明实施例中6种温储备和热储备行移除胚胎电子细胞阵列可靠度曲线图；图7是本发明实施例中6种细胞移除自修复胚胎电子细胞阵列的可靠性曲线图；图8是本发明实施例中6种温储备和热储备细胞移除胚胎电子细胞阵列可靠度曲线图；图9是本发明实施例中不同r下5种行移除自修复胚胎电子细胞阵列的mttf曲线图；图10是本发明实施例中不同p下5种行移除自修复胚胎电子细胞阵列的mttf曲线图；图11是本发明实施例中不同q下5种行移除自修复胚胎电子细胞阵列的mttf曲线图；图12是本发明实施例中不同λoc下5种行移除自修复胚胎电子细胞阵列的mttf曲线图；图13是本发明实施例中不同λrc下5种行移除自修复胚胎电子细胞阵列的mttf曲线图；图14是本发明实施例中不同r下5种细胞移除自修复胚胎电子细胞阵列的mttf曲线图；图15是本发明实施例中不同c下5种细胞移除自修复胚胎电子细胞阵列的mttf曲线图；图16是本发明实施例中不同p下5种细胞移除自修复胚胎电子细胞阵列的mttf曲线图；图17是本发明实施例中不同q下5种细胞移除自修复胚胎电子细胞阵列的mttf曲线图；图18是本发明实施例中不同λoc下5种细胞移除自修复胚胎电子细胞阵列的mttf曲线图；图19是本发明实施例中不同λrc下5种细胞移除自修复胚胎电子细胞阵列的mttf曲线图；图20是本发明实施例所述方法的流程图。具体实施方式胚胎电子细胞阵列及自修复方式：胚胎电子细胞阵列是一种模仿脊椎动物个体发生学机制设计的一种新型硬件，具有生物的故障自检测和自修复功能。胚胎电子细胞阵列是由电子细胞组成的二维阵列，其结构如图1所示，阵列内每个电子细胞都代表一个处理单元。阵列内电子细胞的结构均相同，根据功能的不同分为工作细胞和空闲细胞。工作细胞根据自身的在阵列中的位置完成特定的电路功能，空闲细胞作为工作细胞的备份，实现故障工作细胞的自修复。由图1可见，胚胎电子细胞主要包括地址产生器、基因存储配置模块、功能模块、控制模块、故障检测模块和i/o模块。地址产生器根据其下方和左边电子细胞的坐标信息产生细胞的地址信息；基因存储配置模块存储阵列正常工作需要的基因，并根据电子细胞的地址信息选择对应的基因配置到细胞内的其他模块；功能模块根据基因存储配置模块的配置基因，实现电子细胞的电路功能；控制模块完成电子细胞各个模块的控制，保证电子细胞的正常有序工作；故障检测模块实现功能模块的故障自检测，产生故障自修复功能的控制信号；i/o模块实现电子细胞与相邻电子细胞间信号的传输。故障自修复方式：胚胎电子细胞阵列的故障自修复是实现高可靠性电子电路的基础，胚胎电子细胞阵列有行(列)移除故障自修复和细胞移除故障自修复两种方式。行移除故障自修复策略过程如图2所示，列移除故障自修复的原理相同，下面以行移除故障自修复为例进行分析。细胞移除故障自修复策略过程如图3所示。行移除自修复过程中，某电子细胞行中工作细胞故障后将触发该电子细胞行被移除，该电子细胞行电子细胞的地址对应向上移动一位，利用空闲的电子细胞行。被移除电子细胞行上方电子细胞的地址将重新计算，进而重新配置电子细胞的功能，实现故障的自修复。行移除自修复胚胎电子细胞阵列内每个工作细胞存储该电子细胞列所以工作电子细胞的配置信息。行移除故障自修复策略实现简单，耗时短，能够实现电子电路的自修复故障自修复，但是也存在硬件资源消耗大，资源利用率不高的不足。细胞移除故障自修复过程中，故障自修复过程分为两个阶段：第一阶段为电子细胞行中故障工作细胞数目不超过空闲细胞数目，故障自修复过程在电子细胞行内进行，电子细胞行内的工作细胞故障后，空闲细胞替代故障工作细胞，实现故障自修复。当电子细胞行内故障工作细胞数目超过空闲细胞数目，自修复功能进入第二个阶段，电子细胞阵列进行行移除故障自修复策略，实现故障的自修复。细胞移除故障自修复胚胎电子阵列内每个电子细胞将存储阵列内所有工作细胞的配置信息。细胞移除故障自修复能够有效的提高阵列内空闲细胞的利用率，进而提高阵列能够正常工作的时间，但是电子细胞内需要大量的存储空间存储配置信息，而且阵列自修复过程的重配置和重新布局布线更加复杂，实现难度更大。为了便于分析胚胎电子细胞阵列，假设胚胎电子细胞阵列的规模为r×c，其中工作胚胎电子细胞阵列的规模为r×c，r为胚胎电子细胞阵列的行数；c为胚胎电子细胞的列数；r为工作胚胎电子细胞阵列的行数，c为工作胚胎电子细胞阵列的列数(r≥r,c≥c)。阵列工作特点分析：在胚胎电子细胞阵列工作过程中，当电路映射到胚胎电子细胞阵列后，实现电路功能的电子细胞称为工作细胞，不实现电路功能的电子细胞为空闲细胞，作为工作细胞的备份。阵列正常工作阶段，空闲细胞仅地址模块、输入输出模块和控制模块接入阵列，其与模块均处于不执行电路功能，当阵列中工作出现故障，空闲细胞完全接入阵列，根据阵列的自修复策略替换故障工作细胞，实现故障的修复。因此，阵列中空闲细胞的储备方式应该为温储备。行移除自修复胚胎电子细胞阵列中，工作电子细胞行中任一工作细胞发生故障均将导致电子细胞行故障。根据行移除自修复策略，阵列中的任一工作电子细胞行出现故障，仅故障工作电子细胞行被移除，故障工作电子细胞行及其上方电子细胞行的地址信息均上移一位，消耗1个空闲电子细胞行，完成故障的修复。阵列中空闲电子细胞行的数目为r-r，阵列的理论最大故障自修复次数为r-r。因此，只要阵列中故障数目小于r-r，阵列均能够正常工作，则行移除自修复胚胎电子细胞阵列可以等效为1个温储备k-out-of-n系统。同理可知，细胞移除自修复胚胎电子细胞阵列中，故障自修复过程分为两个阶段：第一阶段为电子细胞行中的故障自修复，电子细胞行中的任一工作细胞出现故障，仅工作细胞被移除，故障工作细胞及其右侧细胞的地址信息均后移一位，消耗1个空闲细胞，完成故障的修复。电子细胞行中空闲细胞数目为c-c，电子细胞行的理论最大故障自修复次数为c-c。因此，只要电子细胞行中故障数目小于c-c，电子细胞行均能够正常工作，则细胞移除自修复电子细胞行可以等效为1个k-out-of-n系统。第二个阶段为阵列的行移除自修复，由行移除自修复胚胎电子细胞阵列工作过程可知，行移除自修复胚胎电子细胞阵列也可以等效为1个k-out-of-n系统。则细胞移除胚胎电子细胞阵列可以等效为两个温储备k-out-of-n系统。胚胎电子细胞阵列中，故障检测是故障自修复的前提，如果出现的故障未能被检测出将直接导致阵列功能失效。现有故障检测技术主要针对的是固定性故障，故障检测的方法主要是双模冗余设计，通过对电子细胞内各个模块进行冗余设计，实现电子细胞的故障检测。现有故障检测技术主要针对细胞的i/o模块、基因配置存储模块和功能模块，地址模块、控制模块和故障检测模块还没有有效的故障检测方法，因此电子细胞故障检测的覆盖率无法达到100％。因此，假设电子细胞故障检测的覆盖率为p(p≤1)。胚胎电子细胞阵列中，故障自修复的本质是故障细胞地址的重新分配，为了保证故障自修复的实现，则电子细胞的地址模块、控制模块和输入输出模块不能故障，这与现实工作情况不符，则电子细胞故障修复率无法达到100％。因此假设电子细胞内地址模块、控制模块和输入输出模块均能够正常工作的概率为q，即电子细胞能够实现故障修复的成功率为q(q≤1)。k-out-of-n温储备系统可靠性分析：假设系统中共有n个单元，为保证系统正常工作，系统至少有k个单元能够正常工作。假设系统中工作单元和备件单元的失效过程符合指数分布，且工作单元的失效率为λo，温备件单元的失效率为λd，则系统的可靠度rw(t)为式中i为系统中失效备份单元的数目，nd＝n-k+kd，kd＝kλo/λd，pd(t)＝exp(-λdt)。当λd＝λo时，系统中的备份单元为热储备方式，kd＝k，nd＝n，γ(nd+1)＝n！，γ(nd-i+1)＝(n-i)！。则系统的可靠度rh(t)为：式中i为系统中失效备份单元的数目，po(t)＝exp(-λot)；系统的可靠度本质是系统能够正常工作的概率，为了从时间角度给出系统的可靠性评估指标，故采用平均故障前时间(meantimetofailure,mttf)来衡量阵列的可靠性，则温储备系统的mttf可用tw表示为非齐次连续时间markov模型的不可修系统可靠性分析：设一个不可修系统存在m+1个状态，记为e＝{0,1,…,m}，系统性能退化过程如图4所示。图4中，状态m表示系统“完好性能”状态，状态0表示系统“完全失效”状态，λmm-1(t)表示系统从状态m转移至状态m-1的瞬时转移率，λmk(t)表示状态系统从状态m转移至状态k的瞬时转移率，λk0(t)表示状态系统从状态k转移至状态0的瞬时转移率，同理，其他状态间的瞬时转移率如图所示。一个最常用的m+1多态系统可靠性定义为：系统工作在状态k或者更高状态的概率，则系统的可靠度rk(t)＝pr(x(t)≥k)，x(t)为系统在t时刻的状态，且x(t)∈{0,1,…,m}。为了求解多态系统的可靠性，必须已知系统的性能退化规律。目前，最常用的多态系统性能退化过程假设为markov过程，即假设系统下一个工作状态仅与当前状态相关。然而很多系统的失效过程还受时间的影响，此时假设系统的性能退化过程为markov过程难以求解系统的可靠性。为了更加准确的求解多态系统的可靠性，假设多态系统的性能退化过程服从非齐次连续时间markov过程。非齐次连续时间markov过程假设系统的下一个工作状态不仅与当前工作状态相关，还与系统到达当前状态的时间相关。这种假设反映了许多典型系统中时间对于性能的影响。设x(t)为系统在t时刻的状态，且x(t)∈{0,1,…,m}，x(t)服从非齐次连续时间markov过程。令系统在t时刻处于状态i，则δt时刻后系统处于状态j的概率为：pij(t,δt)＝pr(x(t+δt)＝j|x(t)＝i)(4)式中i,j∈{0,1,…,m}，且i>j，pij(t,δt)不仅与系统当前状态相关，而且与系统进入到当前状态i的时间相关。当i＝j时，有pii(t,δt)＝pr(x(t+δt)＝i|x(t)＝i)，表示系统在δt时刻内并未发生状态转移的概率，且有此时，可定义：式中λii(t)表示系统在t时刻保持在状态i的转移率，λij(t)表示系统从状态i到状态j的转移率。则系统的状态转移率可以用λ(t)表示为在任意时刻t，系统在各个状态的概率分布可以通过kolmogorov微分方程组得到：其中pi(t)＝{pm(t),pm-1(t),…,p1(t),p0(t)}，分别表示系统工作在状态0至状态m的概率，且方程组的初始条件可以根据系统的初始状态确定。为保证系统正常工作，系统必须工作在状态k或者更高的状态，则系统的可靠度为系统的mttf(平均故障前时间)为综上，如图20所示，本发明实施例公开了一种温储备方式下胚胎电子细胞阵列可靠性评估方法，包括如下步骤：引入电子细胞故障检测率p与故障修复率成功率q两个参数，基于k-out-of-n温备件系统可靠性理论与非齐次连续时间markov可靠性理论，建立行移除自修复胚胎电子细胞阵列以及细胞移除自修复胚胎电子细胞阵列的mttf方程，通过阵列的mttf方程衡量所述阵列的可靠性。具体分析如下：温储备方式胚胎电子细胞阵列可靠性分析设电子细胞阵列中工作细胞和空闲细胞的失效过程均服从指数分布，且工作细胞的失效率为λoc，空闲细胞的失效率为λrc。根据胚胎电子细胞阵列的自修复策略，阵列的可靠性评估如下所示。行移除自修复胚胎电子细胞阵列可靠性分析：行移除自修复胚胎电子细胞阵列，工作电子细胞行中的任意1个工作细胞故障均将导致电子细胞行失效。为了保证电子细胞行正常工作，则电子细胞行中的所有工作细胞均需要正常工作，工作细胞的失效率为λoc，则工作电子细胞行的可靠度为exp(-cλoct)，则工作电子细胞行的失效过程符合失效率为cλoc的指数分布。同理，空闲细胞的失效率为λrc，空闲电子细胞行的可靠度为exp(-cλrct)，且空闲电子细胞行的失效过程符合失效率为cλrc的指数分布。行移除自修复胚胎电子细胞阵列可以等效为1个k-out-of-n温备件系统，则可以利用3.2节中k-out-of-n温备件系统可靠性分析方法评估行移除自修复胚胎电子细胞阵列的可靠性，则行移除自修复胚胎电子细胞阵列的可靠度rr(t)为式中i为阵列中失效空闲电子细胞行的数目，pr(t)＝exp(-cλrct)，rd＝r-r+re，并且re＝rλoc/λrc.故障检测是故障自修复的前提，电子细胞行中在相当小的时间间隔δt内任意1个工作细胞均会导致电子细胞行功能失效，进而触发阵列的故障自修复功能。因为电子细胞故障检测覆盖率p，则电子细胞行的故障覆盖率也为p。行移除自修复胚胎电子细胞阵列中，为了保证故障自修复过程的顺利实现，电子细胞行中所有工作细胞中地址模块和输入输出模块必须能够正常工作，则电子细胞行能够实现故障修复的概率为qc。考虑电子细胞故障覆盖率p和故障修复成功率q，则行移除自修复胚胎电子细胞阵列的可靠度rr'(t)为则行移除自修复胚胎电子细胞阵列的mttf可以用tr表示为细胞移除自修复胚胎电子细胞阵列可靠性分析：胚胎电子细胞阵列的细胞移除自修复过程分为两个阶段，第一个阶段为电子细胞行内的细胞移除自修复，当电子细胞行中空闲细胞消耗完之后，阵列将进入自修复的第二阶段，阵列开始进行行移除自修复。细胞移除自修复电子细胞行可以等效为一个k-out-of-n温储备系统，电子细胞故障检测覆盖率为p，电子细胞故障能够成功修复的概率为q，则工作电子细胞行的可靠度re(t)为式中i为工作电子细胞行中失效空闲细胞的数目，ps(t)＝exp(-λrct)，cd＝c-c+ce，并且ce＝cλoc/λrc。空闲电子细胞行中，所有电子细胞均为空闲细胞，则空闲电子细胞行的可靠度rs(t)为式中i为空闲电子细胞行中失效空闲细胞的数目，则工作电子细胞行的失效率λe(t)为同理，空闲电子细胞行的失效率λs(t)为根据胚胎电子细胞阵列的工作过程可知，胚胎电子细胞阵列是一个不可修系统。胚胎电子细胞工作过程中，电子细胞阵列的在任意时刻的工作状态仅与该时刻前一时刻的工作状态有关，而与之前的工作状态无关，因此胚胎电子细胞阵列工作过程满足markov过程。由工作电子细胞行的可靠度分析可知，工作电子细胞行的失效不再服从指数分布，不能直接基于k-out-of-n温储备系统可靠性分析方法评估细胞移除自修复胚胎电子细胞阵列的可靠性。为了分析阵列的可靠性，将电子细胞行看作一个整体，以电子细胞行可靠性分析为基础，将阵列的工作过程分为多个工作状态，基于非齐次连续时间markov多态系统可靠理论对细胞移除自修复阵列的可靠性进行分析。为了分析阵列的可靠性，假设电子细胞行间相互独立，且相当小的时间间隔δt内不会发生两个或者两个以上电子细胞行故障。工作电子细胞行工作过程中，当空闲细胞被使用完后，如果电子细胞行中一个工作细胞故障，则电子工作电子细胞行将失效，阵列将启动行移除修复，因为电子细胞的故障检测覆盖率为p，则工作电子细胞行的故障检测覆盖率为p。为了保证故障自修复的实现，电子细胞行中工作细胞的地址模块和输入输出模块均需要正常工作，电子细胞地址模块和输入输出模块能够正常工作的概率为q，则电子细胞行故障修复的成功率为qc。胚胎电子细胞阵列在行移除自修复过程可以等效为一个k-out-of-n温储备系统，由r个工作电子细胞行和r-r个空闲电子细胞行构成。为保证阵列正常工作，阵列内可正常工作电子细胞行数目不能低于r，当阵列故障电子细胞行数目等于r-r+1时，阵列失效。根据阵列中故障电子细胞行的数目，可以将阵列从正常工作至失效划分为多个工作状态，阵列的工作状态集如表1所示。表1阵列的工作状态集如表1所示，阵列工作的状态集为其中状态s0至状态为正常工作状态，状态至状态为故障状态，状态f为阵列中发生的故障未被检测出或未被修复导致阵列功能失效。为了更好表示阵列的工作状态，用0表示电子细胞行正常工作，1表示电子细胞行故障，则阵列的工作状态可以用二维数组进行表示。阵列工作状态的编号规则如下所示，以阵列r＝5，r＝3为例进行说明。状态s0表示所有电子细胞行均正常工作，即s0为00000；状态s1至状态表示阵列中有1个电子细胞行故障，其中状态表示阵列中第i个电子细胞行故障，即s1为10000，s2为01000，s3为00100，s4为00010，s5为00001；状态至状态表示阵列中有2个电子细胞行故障，其中状态表示阵列在状态s1的基础上第中第2至第r个电子细胞行分别故障，即s6为11000，s7为10100，s8为10010，s9为10001；状态表示阵列在状态s2的基础上第中第3至第r个电子细胞行分别故障，即s10为01100，s11为01010，s12为01001；同理，状态表示阵列在状态s3的基础上第中第4至第r个电子细胞行分别故障，即s13为00110，s14为00101；状态表示阵列在状态s4的基础上第中第5至第r个电子细胞行分别故障，即s15为00011。按照这种状态编码规则，可以得到阵列所有工作状态的编码形式。在阵列工作状态确定的基础上，为了求解阵列的可靠性，首先需要求解出阵列工作状态间的转移矩阵a，进而求解出阵列工作在正常工作状态的概率。分析阵列的行移除自修复的原理和过程，根据阵列不同工作状态间的转移过程，得到阵列工作状态转移矩阵a。阵列工作状态转移矩阵的维数为设s＝sixorsj(i≤j)，s中1的数目为n1，当且仅当n1＝1时，阵列可以由状态i转移至状态j；n1＝1时，s中1的位置为l(1≤l≤r)。阵列工作状态中前r个工作电子细胞行中故障工作电子细胞行的数目为ai(0≤ai≤r-r)，第r+1至r+ai个电子细胞行中故障电子细胞行数目为bi(0≤bi≤r-r-ai)，则阵列由状态si转移至状态的转移率aij(t)为当j＝i时，阵列由状态i转移至状态j的转移率aii(t)为因为则阵列由状态si转移至状态f的转移率aif(t)为基于阵列工作状态间转移率，可以得到阵列工作状态转移矩阵a。阵列的可靠度即阵列工作在正常工作状态的概率之和，为了求解阵列工作在正常工作状态的概率，仅需要阵列正常工作状态矩阵ao，ao为阵列工作状态转移矩阵a中的前维矩阵。则电子细胞行的状态方程系数矩阵to＝ao-uo，uo为维单位矩阵，由马尔科夫链得到马尔科夫状态微分方程如下式中分别表示电子细胞行工作在状态s0～状态的概率，分别表示对进行求导。由此可以求出电子细胞行处于正常工作状态的概率，则工作电子细胞行的可靠度rc(t)为则细胞移除自修复胚胎电子细胞阵列的mttf可用tc表示为仿真实验与分析：为了验证温储备胚胎电子细胞阵列可靠性评估方法的有效性和合理性，选择6种规模胚胎电子细胞阵列作为实验对象，以现有的典型热储备胚胎电子细胞阵列可靠性评估方法为参考标准，通过6种规模阵列的可靠性数据，从而验证温储备胚胎电子细胞阵列可靠性评估方法的有效性和合理性。同时，为了研究提高阵列可靠性的方法，优化阵列的结构设计。选择不同规模胚胎电子细胞这列，分析了温储备胚胎电子细胞阵列可靠性评估方法中各个参数变化对于阵列可靠性的影响，给出了提高阵列可靠性的有效方法。行移除自修复胚胎电子细胞阵列可靠性分析：选择6种不同规模胚胎电子细胞阵列，具体的规模如表2所示。为了用现有典型的热储备胚胎电子细胞阵列可靠性评估方法验证温备件胚胎电子细胞阵列可靠性评估方法的有效性，则需要假设电子细胞故障检测覆盖率p＝1，电子细胞故障自修复成功率q＝1，且工作细胞的失效率λoc等于空闲细胞的失效率λrc，均为4e-5/h。在行移除自修复方式下，基于两种可靠性评估方法6种规模胚胎电子细胞阵列可靠性曲线如图5所示，阵列的mttf如表3所示。表26种规模胚胎电子细胞阵列阵列规模123456r×c8×620×1040×2080×30120×40160×60r×c4×410×620×1040×1560×2080×30图5所示，“scale1-hot～scale6-hot”分别代表6种热储备行移除自修复胚胎电子细胞阵列的可靠度曲线，“scale1-warm～scale6-warm”分别代表6种温储备行移除自修复胚胎电子细胞阵列的可靠度曲线。图5中，随着阵列工作时间的增加，阵列的可靠度均从1不断下降为0。在两种阵列可靠性评估方法下，6种行移除自修复胚胎电子细胞阵列的可靠度曲线分别完全重合。表3中，6种规模胚胎电子细胞阵列的mttf分别对应相同。胚胎电子细胞阵列中工作细胞的失效率λoc和空闲细胞的失效率λrc相同，此时温备件胚胎电子细胞阵列的可靠性评估方法等同于热备件胚胎电子细胞阵列可靠性评估方法，因此在两种阵列可靠性评估方法下，6种胚胎电子细胞阵列的可靠度曲线分别重合，且6种胚胎电子细胞阵列的mttf分别完全相同。行移除自修复胚胎电子细胞阵列中，温备件胚胎电子细胞阵列的可靠性评估方法能够有效评估阵列的可靠性。图5中，胚胎电子细胞阵列的规模越小，胚胎电子细胞阵列的可靠度曲线下降速率越慢，随着阵列规模的增加，阵列的规模越大，阵列的可靠度曲线下降速率越快。表中，随着阵列规模的增加，阵列的mttf不断下降。阵列内胚胎电子细胞阵列的失效率相同，阵列规模越大，阵列的失效率越大，因此阵列的可靠度曲线下降速率越快。因此，随着阵列规模的增加，阵列的mttf不断降低。表36种行移除自修复胚胎电子细胞阵列的mttf(h)为了进一步验证温备件行移除自修复胚胎电子细胞阵列可靠性评估方法的有效性和合理性，假设电子细胞故障检测覆盖率p＝1，电子细胞故障自修复成功率q＝1，空闲细胞的失效率λrc＝1e-5/h，工作细胞的失效率λoc＝4e-5/h。分别采用温储备胚胎电子细胞阵列可靠性评估方法和热储备胚胎电子细胞阵列可靠性评估方法对6种胚胎电子细胞阵列的可靠性进行分析，6种规模胚胎电子细胞阵列的可靠度曲线如图6所示，阵列的mttf如表4所示。表46种行移除自修复胚胎电子细胞阵列的mttf(h)图6中，“warm”表示温储备胚胎电子细胞阵列的可靠度曲线，“hot”表示热储备胚胎电子细胞阵列的可靠度曲线。图(a)至图(f)中6种阵列的可靠度随着工作时间的增加从1不断下降为0，针对于一个相同规模的胚胎电子细胞阵列，温储备方式下阵列可靠度的下降速率小于热储备方式下阵列可靠度的下降速率。表4中，温储备胚胎电子细胞阵列的mttf大于热储备胚胎电子细胞阵列的mttf。热储备胚胎电子细胞阵列可靠性分析过程中空闲细胞的失效率等于工作细胞的失效率，温储备胚胎电子细胞阵列可靠性分析中空闲细胞的失效率小于工作细胞的失效率，针对于同一胚胎电子细胞阵列，温储备方式下阵列可靠度曲线的下降速率会小于热储备方式下阵列可靠度曲线的下降速率，同理，温储备胚胎电子细胞阵列的mttf大于热储备胚胎电子细胞阵列的mttf。表4中，针对同一胚胎电子细胞阵列，阵列规模越小，温储备方式下胚胎电子细胞阵列的mttf相对于热储备胚胎电子细胞阵列的mttf增加更多，随着阵列规模的增加，阵列mttf的增加量不断下降。在胚胎电子细胞阵列中，降低空闲细胞的失效率能够降低阵列的失效率，但是随着阵列规模的增加，阵列的失效率不断提高，且工作细胞的失效率高于空闲细胞的失效率，因此温储备方式下阵列mttf的增加量不断降低。细胞移除自修复胚胎电子细胞阵列可靠性分析：同理，选择6种规模胚胎电子细胞阵列来验证温备件细胞移除胚胎电子细胞阵列可靠性评估方法的有效性，如表5所示。为了用现有典型的热储备胚胎电子细胞阵列可靠性评估方法验证温备件胚胎电子细胞阵列可靠性评估方法的有效性，则需要假设电子细胞故障检测覆盖率p＝1，电子细胞故障自修复成功率q＝1，且工作细胞的失效率λoc等于空闲细胞的失效率λrc，均为4e-5/h。细胞移除自修复方式下，基于两种可靠性评估方法6种规模胚胎电子细胞阵列可靠性曲线如图7所示，阵列的mttf如表6所示。表56种规模胚胎电子细胞阵列阵列规模123456r×c4×44×46×68×610×810×8r×c2×23×32×26×36×34×3表66种细胞移除自修复胚胎电子细胞阵列的mttf(h)如图7所示，“scale1-hot～scale6-hot”分别代表6种热储备细胞移除自修复胚胎电子细胞阵列的可靠度曲线，“scale1-warm～scale6-warm”分别代表6种温储备细胞移除自修复胚胎电子细胞阵列的可靠度曲线。图7中，随着阵列工作时间的增加，阵列的可靠度均从1不断下降为0。在两种阵列可靠性评估方法下，6种细胞移除自修复胚胎电子细胞阵列的可靠度曲线分别完全重合。表6中，6种规模胚胎电子细胞阵列的mttf分别对应相同。胚胎电子细胞阵列中工作细胞的失效率λoc和空闲细胞的失效率λrc相同，此时温备件胚胎电子细胞阵列的可靠性评估方法等同于热备件胚胎电子细胞阵列可靠性评估方法，因此在两种阵列可靠性评估方法下，6种胚胎电子细胞阵列的可靠度曲线分别重合，且6种胚胎电子细胞阵列的mttf分别完全相同。细胞移除自修复胚胎电子细胞阵列中，温备件胚胎电子细胞阵列的可靠性评估方法能够有效评估阵列的可靠性。当阵列规模为规模1和规模2时，阵列中行列数数目相同，阵列1中工作电子细胞行列数为2，阵列2中工作电子细胞行列数为3，阵列1中每个电子细胞行中工作细胞数目为2，阵列2中每个电子细胞行中工作细胞数目为3，每个工作细胞的失效率相同。随着阵列工作时间的增加，阵列1的失效率低于阵列2的失效率，因此阵列1的可靠度曲线下降速率低于阵列2，阵列1的mttf高于阵列2。阵列1与阵列3中，工作电子细胞阵列的规模相同，阵列1中电子细胞行的数目为4，电子细胞列的数目也为4；阵列3中电子细胞行的数目为6，电子细胞列的数目也为6，因此阵列3能够实现更多数目故障的自修复，因此阵列3的可靠度曲线下降速率低于阵列1，阵列3的mttf高于阵列1。同理，随着阵列工作时间的增加，阵列4的可靠度曲线下降速率高于阵列5，阵列5的可靠度曲线下降速率高于阵列6，且阵列4的mttf低于阵列5，阵列5的mttf低于阵列6。细胞移除自修复胚胎电子细胞阵列中，为进一步验证温储备胚胎电子细胞阵列可靠性评估方法的合理性，假设电子细胞故障检测覆盖率p＝1，电子细胞故障自修复成功率q＝1，且工作细胞的失效率λoc为4e-5/h，空闲细胞的失效率λrc为1e-5/h。则细胞移除自修复方式下，基于两种可靠性评估方法6种规模阵列的可靠性曲线如图8所示，阵列的mttf如表7所示。表76种细胞移除自修复胚胎电子细胞阵列的mttf(h)图8中，“warm”表示温储备胚胎电子细胞阵列的可靠度曲线，“hot”表示热储备胚胎电子细胞阵列的可靠度曲线。图8(a)至图8(f)中6种阵列的可靠度随着工作时间的增加从1不断下降为0，针对于一个相同规模的胚胎电子细胞阵列，温储备方式下阵列可靠度的下降速率小于热储备方式下阵列可靠度的下降速率。表7中，温储备胚胎电子细胞阵列的mttf大于热储备胚胎电子细胞阵列的mttf。热储备胚胎电子细胞阵列可靠性分析过程中空闲细胞的失效率等于工作细胞的失效率，温储备胚胎电子细胞阵列可靠性分析中空闲细胞的失效率小于工作细胞的失效率，针对于同一胚胎电子细胞阵列，温储备方式下阵列可靠度曲线的下降速率会小于热储备方式下阵列可靠度曲线的下降速率，同理温储备胚胎电子细胞阵列的mttf大于热储备胚胎电子细胞阵列的mttf。模型参数分析行移除胚胎电子细胞阵列可靠性评估方法中的参数分析：行移除胚胎电子细胞阵列中，由温储备行移除自修复胚胎电子细胞阵列可靠性评估方法可知，当阵列工作阵列规模r和c确定后，阵列的可靠性与阵列的行数r，工作细胞失效率λoc，空闲细胞失效率λrc，电子细胞故障检测覆盖率p，电子细胞故障修复成功率q均相关。为了更好分析参数变化对于阵列可靠性的影响，进而优化阵列的设计，选择5种规模行移除胚胎电子细胞阵列，如表8所示。表85种行移除自修复胚胎电子细胞阵列阵列规模12345r×c8×612×616×820×824×10r×c4×46×58×610×712×8阵列行数r变化对阵列可靠性的影响：为了分析阵列行数r变化对于阵列可靠性的影响，则阵列其他参数需要保持一致，设工作细胞失效率λoc＝4e-5/h，空闲细胞失效率λrc＝1e-5/h，电子细胞故障检测覆盖率p＝0.96,电子细胞故障修复成功率q＝0.98，5种阵列中r从r增加到50的过程中，阵列的mttf变化如图9所示。图9中(从上到下依次为scale1～scale5)，scale1～scale5分别表示表8中5种不同规模的胚胎电子细胞阵列。由图9可知，5种不同规模行移除胚胎电子细胞阵列中，当阵列的行数r从r增加到50的过程中，阵列的mttf先不断增加，增加到一个最大值后，阵列的mttf开始不断下降。阵列1中，当r＝17，阵列的mttf达到最大值；同理，阵列2中，当r＝19，阵列的mttf达到最大值；阵列3中，当r＝21，阵列的mttf达到最大值；阵列4中，当r＝23，阵列的mttf达到最大值；阵列5中，当r＝24，阵列的mttf达到最大值。行移除自修复胚胎电子细胞阵列中，当阵列行数r从r开始增加的开始阶段，增加r能够有效增加阵列的故障自修复次数，因此阵列的mttf不断增加，随着阵列行数r的不断增加，阵列r越多，阵列失效的概率就大，同时，因为电子细胞的故障检测覆盖率p<0，因此阵列r越多，阵列因为故障未被检测出而失效的概率也越大，因此阵列的mttf会不断下降。阵列1到阵列5，阵列的规模不断增加。图9中，阵列行数r从r增加的初始阶段，阵列的规模越小，阵列mttf的增长速率更大，当阵列的mttf达到最大值后开始下降的过程中，阵列规模越小，阵列mttf的下降率越大。阵列规模越小，阵列中电子细胞的行数r和列数c越少，则阵列失效的概率越低，同时阵列因为故障未被检测出来而失效的概率越低。行移除自修复胚胎电子细胞阵列中，阵列每增加1个空闲电子细胞行，阵列只能多修复1个故障，因此5种胚胎电子细胞阵列中，阵列行数r从r增加到50的初始阶段，阵列规模越小，阵列mttf的增加速率越大。当阵列的mttf达到最大后，随着阵列行数r的增加，阵列的mttf不断降低，阵列规模越小，阵列行数r每增加1，阵列失效率的增加量越大，因此阵列规模越小，阵列的mttf下降速率越快。电子细胞故障检测覆盖率p变化对于阵列可靠性的影响：为了分析电子细胞故障检测覆盖率p变化对于阵列可靠性的影响，则阵列其他参数需要保持一致，设阵列规模如表8所示，工作细胞失效率λoc＝4e-5/h，空闲细胞失效率λrc＝1e-5/h，电子细胞故障修复成功率q＝0.98，5种阵列中电子细胞故障检测覆盖率p从0.5增加到1的过程中，阵列的mttf变化如图10所示。图10中(从上到下依次为scale1～scale5)，scale1～scale5分别表示表8中5种不同规模的胚胎电子细胞阵列。5种行移除自修复胚胎电子细胞阵列中，随着电子细胞故障检测率p从0.5增加到1的过程中，阵列的mttf不断增加，且阵列mttf增长的速率不断增加。胚胎电子细胞故障检测覆盖率p越大，阵列因为故障未被检测出而失效的概率就低，因此随着p的增加，阵列的mttf不断增加。由式(12)可知，阵列的mttf与电子细胞故障检测覆盖率p为正相关，p越大，随着p的增加，阵列mttf的增长率越大。图10中，阵列规模越大，随着电子细胞故障检测覆盖率p的增加，阵列mttf的增长率越小。阵列的规模越大，阵列中电子细胞数目越多，则阵列因为细胞故障未被检测出而失效的概率越大，因此随着p的增加，阵列mttf的增长率越小。电子细胞故障修复成功率q变化对于阵列可靠性的影响：为了分析电子细胞故障修复成功率q变化对于阵列可靠性的影响，则阵列其他参数需要保持一致，设阵列规模如表8所示，工作细胞失效率λoc＝4e-5/h，空闲细胞失效率λrc＝1e-5/h，电子细胞故障检测覆盖率p＝0.98，5种阵列中电子细胞故障修复成功率q从0.5增加到1的过程中，阵列的mttf变化如图11所示。图11中(从上到下依次为scale1～scale5)，scale1～scale5分别表示表8中5种不同规模的胚胎电子细胞阵列。5种行移除自修复胚胎电子细胞阵列中，随着电子细胞故障修复率q从0.5增加到1的过程中，阵列的mttf不断增加，且阵列mttf增长的速率不断增加。胚胎电子细胞故障修复率q越大，阵列能够成功修复故障的概率就越大，因此随着q的增加，阵列的mttf不断增加。由式(12)可知，阵列的mttf与电子细胞故障修复率qc为正相关，因此q越大，随着q的增加，阵列mttf的增长率越大。工作细胞失效率λoc变化对于阵列可靠性的影响：为了分析工作细胞失效率λoc变化对于阵列可靠性的影响，则阵列其他参数需要保持一致，设阵列规模如表8所示，空闲细胞失效率λrc＝1e-5/h，电子细胞故障检测覆盖率p＝0.96，电子细胞故障修复成功率q＝0.98，5种阵列中工作细胞失效率λoc从1e-5/h增加到1e-4/h的过程中，阵列的mttf变化如图12所示。图12中(从上到下依次为scale1～scale5)，scale1～scale5分别表示表8中5种不同规模的胚胎电子细胞阵列。5种行移除自修复胚胎电子细胞阵列中，随着工作细胞失效率λoc从1e-4/h降低到1e-5/h的过程中，阵列的mttf均不断增加，且阵列mttf的增加速率不断增加。当胚胎电子细胞的规模一定，工作细胞失效率λoc越小，阵列的失效率也越小，因此随着工作细胞失效率λoc的降低，阵列的mttf不断增加。由式(12)可知，阵列的可靠性与工作细胞的失效率λoc为负相关，且λoc越小，随着λoc的降低，阵列mttf的增加量越大。图12中，随着工作细胞失效率的降低，阵列规模越小，阵列mttf的增加量越大；反之，阵列mttf的增加量越少。阵列规模越小，阵列中工作细胞数目越少，工作细胞失效率降低，阵列失效率的降低量更大，因此阵列mttf的增加量越大。空闲细胞失效率λrc变化对于阵列可靠性的影响：为了分析空闲细胞失效率λrc变化对于阵列可靠性的影响，则阵列其他参数需要保持一致，设阵列规模如表8所示，工作细胞失效率λoc＝4e-5/h，电子细胞故障检测覆盖率p＝0.96，电子细胞故障修复成功率q＝0.98，5种阵列中空闲细胞失效率λrc从1e-6/h增加到4e-5/h的过程中，阵列的mttf变化如图13所示。图13中(从上到下依次为scale1～scale5)，scale1～scale5分别表示表8中5种不同规模的胚胎电子细胞阵列。5种行移除自修复胚胎电子细胞阵列中，随着空闲细胞失效率λrc从1e-6/h增加到4e-5/h的过程中，阵列的mttf近似成线性降低，但下降量相对于工作细胞失效率λrc增加要小得多。当胚胎电子细胞的规模一定，空闲细胞失效率λrc越大，阵列的失效率也越大，因此随着空闲细胞失效率λrc的增加，阵列的mttf不断降低。图12中，随着阵列规模的不断增大，降低空闲细胞失效率对于提高阵列mttf的效果越来越差，当阵列为规模1、2和3时，降低空闲细胞的失效率λrc能够提高阵列的mttf，当阵列为规模4和5时，降低空闲细胞的失效率λrc，阵列mttf的增加量很少。因此在设计胚胎电子细胞阵列时，如果阵列的规模较小，降低空闲细胞的失效率能够提高阵列的mttf，但是提高量相对于降低工作细胞失效率要少。当阵列规模较大时，降低空闲细胞失效率，阵列mttf的增加量很少。行移除胚胎电子细胞阵列中，通过分析阵列可靠性评估模型中的参数变化对阵列可靠性的影响，通过增加阵列行数r，提高电子细胞故障检测覆盖率p和故障修复率q，降低工作细胞失效率λoc均可以有效提高阵列的mttf。通过分析细胞阵列行数r变化对于阵列mttf的影响可知，阵列行数r并不是越大越好，在阵列的r增加的过程中，可以找到使阵列mttf达到最大时阵列得r，再结合阵列设计对于硬件消耗等方面的要求，求出阵列满足设计要求最合理的行数r，进而得到阵列最合适的布局方式。电子细胞设计过程中，电子细胞故障检测率p与故障修复率q越大，阵列的mttf越大，应该研究高效的故障检测方法和修复方式，保证电子细胞的p和q尽量的大。同理，电子细胞设计过程中，应保证电子细胞的失效率尽量低。细胞移除胚胎电子细胞阵列可靠性评估方法中的参数分析：同理，由温储备细胞移除自修复胚胎电子细胞阵列可靠性评估方法可知，当阵列工作阵列规模r和c确定后，阵列的可靠性与阵列的规模r、c、工作细胞失效率λoc，空闲细胞失效率λrc，电子细胞故障检测覆盖率p，电子细胞故障修复成功率q均相关。为了更好分析参数变化对于阵列可靠性的影响，进而优化阵列的设计，选择5种规模胚胎电子细胞阵列，如表9所示。表95种细胞移除自修复胚胎电子细胞阵列阵列规模12345r×c4×45×56×67×78×8r×c2×23×23×34×34×4阵列行数r变化对于阵列可靠性的影响为了分析阵列行数r变化对于阵列可靠性的影响，则阵列其他参数需要保持一致，设工作细胞失效率λoc＝4e-5/h，空闲细胞失效率λrc＝1e-5/h，电子细胞故障检测覆盖率p＝0.96，电子细胞故障修复成功率q＝0.98，5种阵列中r从r增加到50的过程中，阵列的mttf变化如图14所示。图14中(从上到下依次为scale1～scale5)，scale1～scale5分别表示表9中5种不同规模的胚胎电子细胞阵列。由图14可知，5种不同规模细胞移除胚胎电子细胞阵列中，当阵列的行数r从r增加到50的过程中，阵列的mttf先不断增加，增加到一个最大值后，阵列的mttf开始不断下降。阵列1中，当r＝15，阵列的mttf达到最大值；同理，阵列2中，当r＝19，阵列的mttf达到最大值；阵列3中，当r＝17，阵列的mttf达到最大值；阵列4中，当r＝21，阵列的mttf达到最大值；阵列5中，当r＝20，阵列的mttf达到最大值。细胞移除自修复胚胎电子细胞阵列中，当阵列行数r从r开始增加的开始阶段，增加r能够有效增加阵列的故障自修复次数，因此阵列的mttf不断增加，随着阵列行数r的不断增加，阵列r越多，阵列失效的概率就大，同时，因为电子细胞的故障检测覆盖率p＜0，因此阵列r越多，阵列因为故障未被检测出而失效的概率也越大，因此阵列的mttf会不断下降。阵列1到阵列5，阵列的规模不断增加。图14中，阵列行数r从r增加的初始阶段，阵列的规模越小，阵列的mttf的增加速率更大，当阵列的mttf达到最大值后开始下降的过程中，阵列规模越小，阵列mttf的下降速率越大。阵列规模越小，阵列中电子细胞数目越少，阵列中工作电子细胞数目越少，因此阵列失效的概率越低，同时阵列因为故障未被检测出来而失效的概率越低。细胞移除自修复胚胎电子细胞阵列中，阵列每增加1个空闲电子细胞行，阵列只能多修复c-c个故障，因此5种胚胎电子细胞阵列中，阵列行数r从r增加到50的初始阶段，阵列规模越小，阵列mttf的增加速率越大。当阵列的mttf达到最大后，随着阵列行数r的增加，阵列的mttf不断降低，阵列规模越小，阵列行数r每增加1，阵列失效率的增加量越大，因此阵列规模越小，阵列的mttf下降速率越快。阵列列数c变化对于阵列可靠性的影响为了分析阵列列数c变化对于阵列可靠性的影响，则阵列其他参数需要保持一致，设工作细胞失效率λoc＝4e-5/h，空闲细胞失效率λrc＝1e-5/h，电子细胞故障检测覆盖率p＝0.96,电子细胞故障修复成功率q＝0.98，5种阵列中r从r增加到50的过程中，阵列的mttf变化如图15所示。图15中(从上到下依次为scale1～scale5)，scale1～scale5分别表示表9中5种不同规模的胚胎电子细胞阵列。由图15可知，5种不同规模细胞移除胚胎电子细胞阵列中，当阵列的列数c从c增加到50的过程中，阵列的mttf先不断增加，增加到一个最大值后，阵列的mttf开始不断下降。阵列1中，当c＝21，阵列的mttf达到最大值；同理，阵列2中，当c＝18，阵列的mttf达到最大值；阵列3中，当c＝23，阵列的mttf达到最大值；阵列4中，当c＝20，阵列的mttf达到最大值；阵列5中，当c＝24，阵列的mttf达到最大值。细胞移除自修复胚胎电子细胞阵列中，当阵列列数c从c开始增加的开始阶段，增加c能够有效增加阵列的故障自修复次数，因此阵列的mttf不断增加，随着阵列行数c的不断增加，阵列c越多，阵列失效的概率就大，同时，因为电子细胞的故障检测覆盖率p<0，因此阵列c越多，阵列因为故障未被检测出而失效的概率也越大，因此阵列的mttf会不断下降。图15中，5种细胞移除自修复胚胎电子细胞阵列中，随着阵列的列数c从c增加到50的过程中，阵列mttf的增加的速率不断下降。阵列列数c每增加1，阵列能够多修复r次故障，随着c的增加，阵列中电子细胞数目不断增加，阵列的失效率不断增加，且电子细胞的故障检测覆盖率p<0，阵列因为电子细胞故障未被检测出而失效的概率不断增加，因此阵列mttf增长的速率不断减小。电子细胞故障检测覆盖率p变化对于阵列可靠性的影响为了分析电子细胞故障检测覆盖率p变化对于阵列可靠性的影响，则阵列其他参数需要保持一致，设阵列规模如表9所示，工作细胞失效率λoc＝4e-5/h，空闲细胞失效率λrc＝1e-5/h，电子细胞故障修复成功率q＝0.98，5种阵列中电子细胞故障检测覆盖率p从0.5增加到1的过程中，阵列的mttf变化如图16所示。图16中(从上到下依次为scale1～scale5)，scale1～scale5分别表示表9中5种不同规模的胚胎电子细胞阵列。5种行移除自修复胚胎电子细胞阵列中，随着电子细胞故障检测率p从0.5增加到1的过程中，阵列的mttf不断增加，且阵列mttf增长的速率不断增加。胚胎电子细胞故障检测覆盖率p越大，阵列因为故障未被检测出而失效的概率就低，因此随着p的增加，阵列的mttf不断增加。由式(22)可知，阵列的mttf与电子细胞故障检测覆盖率p为正相关，p越大，随着p的增加，阵列mttf增长的速率越大。电子细胞故障修复成功率q变化对于阵列可靠性的影响为了分析电子细胞故障修复成功率q变化对于阵列可靠性的影响，则阵列其他参数需要保持一致，设阵列规模如表9所示，工作细胞失效率λoc＝4e-5/h，空闲细胞失效率λrc＝1e-5/h，电子细胞故障检测覆盖率p＝0.98，5种阵列中电子细胞故障修复成功率q从0.5增加到1的过程中，阵列的mttf变化如图17所示。图17中(从上到下依次为scale1～scale5)，scale1～scale5分别表示表9中5种不同规模的胚胎电子细胞阵列。5种行移除自修复胚胎电子细胞阵列中，随着电子细胞故障修复率q从0.5增加到1的过程中，阵列的mttf不断增加，且阵列mttf增长的速率不断增加。胚胎电子细胞故障修复率q越大，阵列能够成功修复故障的概率就越大，因此随着q的增加，阵列的mttf不断增加。由式(22)可知，阵列的mttf与电子细胞故障修复率qc为正相关，因此q越大，随着q的增加，阵列mttf增长的速率越大。工作细胞失效率λoc变化对于阵列可靠性的影响为了分析工作细胞失效率λoc变化对于阵列可靠性的影响，则阵列其他参数需要保持一致，设阵列规模如表9所示，空闲细胞失效率λrc＝1e-5/h，电子细胞故障检测覆盖率p＝0.96，电子细胞故障修复成功率q＝0.98，5种阵列中工作细胞失效率λoc从1e-5/h增加到1e-4/h的过程中，阵列的mttf变化如图18所示。图18中(从上到下依次为scale1～scale5)，scale1～scale5分别表示表9中5种不同规模的胚胎电子细胞阵列。5种行移除自修复胚胎电子细胞阵列中，随着工作细胞失效率λoc从1e-4/h降低到1e-5/h的过程中，阵列的mttf均不断增加，且阵列mttf增加速率不断增加。当胚胎电子细胞的规模一定，工作细胞失效率λoc越小，阵列的失效率也越小，因此随着工作细胞失效率λoc的降低，阵列的mttf不断增加。由式(22)可知，阵列的可靠性与工作细胞的失效率λoc为负相关，且λoc越小，随着λoc的降低，阵列mttf的增加量越大。阵列2比阵列1多2个工作细胞，阵列规模接近，因此两个阵列的mttf变化曲线很接近，同理阵列3和阵列4的mttf变化曲线也很接近。空闲细胞失效率λrc变化对于阵列可靠性的影响为了分析空闲细胞失效率λrc变化对于阵列可靠性的影响，则阵列其他参数需要保持一致，设阵列规模如表9所示，工作细胞失效率λoc＝4e-5/h，电子细胞故障检测覆盖率p＝0.96，电子细胞故障修复成功率q＝0.98，5种阵列中空闲细胞失效率λrc从1e-6/h增加到4e-5/h的过程中，阵列的mttf变化如图19所示。图19中(从上到下依次为scale1～scale5)，scale1～scale5分别表示表9中5种不同规模的胚胎电子细胞阵列。5种行移除自修复胚胎电子细胞阵列中，随着空闲细胞失效率λrc从1e-6/h增加到4e-5/h的过程中，阵列的mttf近似成线性降低。细胞移除自修复胚胎电子细胞阵列中，空闲细胞的使用率更高，因此随着空闲细胞失效率λrc的增加，阵列的失效率也越大，因此随着空闲细胞失效率λrc的增加，阵列的mttf不断降低。因为阵列1和阵列2的规模很近似，因此空闲细胞失效率λrc变化过程，阵列的mttf曲线很接近。同理，随着空闲细胞失效率λrc的变化，阵列3和阵列4的mttf曲线也很接近。细胞移除胚胎电子细胞阵列中，通过分析阵列可靠性评估模型中的参数变化对阵列可靠性的影响，通过增加阵列行数列数r和c，提高电子细胞故障检测覆盖率p和故障修复成功率q，降低工作细胞失效率λoc和空闲细胞失效率λrc均可以提高阵列的mttf。通过分析细胞阵列行列数r和c变化对于阵列mttf的影响可知，阵列行列数r和c并不是越大越好，在阵列的r和c增加的过程中，可以找到使阵列mttf达到最大时阵列得r和c，再结合阵列设计对于硬件消耗等方面的要求，求出阵列满足设计要求最合理的行列数r和c，进而得到阵列最合适的布局方式。电子细胞设计过程中，电子细胞故障检测率p与故障修复率q越大，阵列的mttf越大，应该研究高效的故障检测方法和修复方式，保证电子细胞的p和q尽量的大。同理，电子细胞设计过程中，应保证电子细胞的失效率尽量低。综上，所述方法通过分析胚胎电子细胞阵列的工作过程，引入电子细胞故障检测率与故障修复成功率两个参数，基于k-out-of-n温储备系统可靠性理论与非齐次连续时间markov可靠性理论，提出了一种温储备胚胎电子细胞阵列的可靠性评估方法。仿真实验结果表明，温储备胚胎电子细胞阵列可靠性评估方法能够有效的评估阵列的可靠性，同时，温储备胚胎电子细胞阵列可靠性评估方法更加接近阵列的实际工作状况，能够更加准确的评估阵列的可靠性。在阵列可靠性评估方法建立的基础上，研究了阵列可靠性评估方法中参数变化对于阵列可靠性影响，得到了阵列可靠性的变化规律。阵列可以通过提高细胞故障检测覆盖率与故障修复率、降低电子细胞的失效率，进而有效提高阵列的可靠性。增大阵列规模在初始阶段能够有效提高阵列的可靠性，但随着阵列规模的进一步增加，阵列的可靠性反而将降低。阵列可靠性变化规律为胚胎电子细胞阵列的优化设计提供了理论指导。当前第1页12