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随着半导体制造工艺和设计技术的不断进步，集成电路的特征尺寸不断缩小，目前集成电路设计已经进入纳米时代。纳米集成电路具有体积小、性能高和可实现复杂功能等特点，被广泛应用于电子通讯、军事、航空和航天等多个领域。然而，工艺尺寸的缩小使得集成电路容易受到空间辐射环境的影响而发生“软错误”。而由发生在组合逻辑单元中的单粒子瞬态（Single Event Transient, SET）和发生在存储单元中的单粒子翻转(Single Event Upset，SEU)效应已经成为影响纳米集成电路可靠性的主要威胁。精确、高效的数字集成电路软错误分析可有效指导集成电路的可靠性设计、提高设计效率。 本文主要针对引起纳米集成电路可靠性的软错误问题展开研究，并将集成电路中的组合逻辑单元和时序逻辑单元视为研究对象。通过分析每一种影响逻辑单元失效的因素以及预估电路中的每个逻辑单元在发生软错误后对系统功能造成的影响，进而可指导电路的加固设计。针对以上研究内容，本文取得以下研究成果。 一、提出一种基于四值参数的SET脉冲传播模型。SET脉冲在经过逻辑门的传播之后，其输出端的SET脉冲形状不仅依赖于逻辑门输入端的SET脉冲形状，而且还与脉冲类型、脉冲所在的逻辑门输入管脚位置、逻辑门类型以及逻辑门负载电容相关。本文通过HSPICE仿真方法研究每一种可能影响SET脉冲传播形状的因素，并对每一种因素造成的影响量化分析，提出一种基于四值参数的SET脉冲传播模型。该模型不仅可准确描述SET脉冲的形状，而且可准确模拟脉冲在逻辑链路传播过程中的展宽和衰减效应。 二、提出一种基于向量传播的软错误分析方法。首先，根据提出的四值参数脉冲模型来表征产生的SET脉冲形状，建立脉冲参数传播的数据库。其次，使用查找表及经验公式来计算SET脉冲形状参数在逻辑门节点之间的传播。然后，为了精确模拟SET脉冲在传播过程中的重汇聚，对脉冲在传播过程中重汇聚进行模式划分并定义各种模式下等效脉冲的计算方法。最后，实现了基于向量传播方法的软错误率分析算法与工具。针对ISCAS89电路的实验结果表明，该方法在不损失精度的前提下，可对VLSI电路在通用或特定测试向量下的可靠性进行快速自动分析，从而为电路的可靠性设计提供定量分析工具。 三、提出一种基于故障传播概率的软错误分析方法。为了快速而有效的预估逻辑电路软错误率，提出了一种基于故障传播概率的软错误分析方法可用于快速评估组合逻辑和时序逻辑在单周期甚至多周期内对电路系统失效造成的影响。通过将四值参数脉冲模型融入故障传播概率参数中的方式来实现对SET脉冲传播时的三种屏蔽效应以及对SEU传播时的逻辑屏蔽效应统一建模分析。实验结果显示该方法可对大规模集成电路的软错误率进行准确和快速分析，并可有效指导系统可靠性设计和容错机制的研究。