JP2014045508A - Critical-path circuit for performance monitoring - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、デジタル集積回路に関し、具体的には、デジタル回路内のタイミング・エラー検出に関する。 The present invention relates to digital integrated circuits, and in particular to timing error detection in digital circuits.
最近、回路設計者は、集積回路(IC)内のエラーを予測するのに様々な手法を検討している。そうした1つの手法は、クリティカルパス性能監視として知られる。従来のクリティカルパス性能監視においては、回路設計者は、集積回路の正常な動作にとって決定的であるとみなされる1つまたは複数の信号パス(「クリティカルパス」または「クリティカル・データパス」として知られる)、通常は最大遅延を含むパスを特定する。クリティカルパス内の所与の回路素子に関して、さらに、設計者は、目標タイミング・マージン、すなわち、クロック信号遷移に対してデータ信号遷移がその前に回路素子に到達する時間周期を特定する。各クリティカルパスの信号のタイミングを監視するために、集積回路上に、タイミング監視回路(または「経時変化センサ」)が提供される。集積回路が時間と共に経時変化するとき、各クリティカルパスの信号の実タイミングは、悪くなる傾向がある。クリティカルパスの信号の実タイミング・マージンが、目標タイミング・マージン未満であることを、タイミング監視回路が判定するとき、回路エラーが起こる可能性が高いことを予測することができ、集積回路は、たとえば、クロック周波数、電圧供給、またはさらに集積回路内のトランジスタの本体バイアス電圧を調整することによって、自己補正するように処置をとることができる。たとえば、それぞれ、参照によりその全体が本明細書に組み込まれている、Neil Savage、「Intel and ARM are Exploring Self−Correction Schemes to Boost Processor Performance and Cut Power」、Spectrum Online、2008年2月、http://www.spectrum.ieee.org/feb08/5975、およびMridul Agarwalら、「Circuit Failure Prediction and its application to Transistor Aging」、第25回IEEE VLSI Test Symposium、2007年5月6日〜10日、277〜286頁を参照されたい。 Recently, circuit designers have explored various techniques for predicting errors in an integrated circuit (IC). One such technique is known as critical path performance monitoring. In conventional critical path performance monitoring, circuit designers are known as one or more signal paths ("critical paths" or "critical data paths") that are considered critical to the normal operation of an integrated circuit. ), Usually identify the path with the largest delay. For a given circuit element in the critical path, the designer further specifies a target timing margin, i.e., the time period over which the data signal transition reaches the circuit element before the clock signal transition. A timing monitoring circuit (or “aging sensor”) is provided on the integrated circuit to monitor the timing of each critical path signal. As the integrated circuit changes over time, the actual timing of each critical path signal tends to be worse. When the timing monitoring circuit determines that the actual timing margin of the critical path signal is less than the target timing margin, it can predict that a circuit error is likely to occur. Measures can be taken to self-correct by adjusting the clock frequency, voltage supply, or even the body bias voltage of the transistors in the integrated circuit. For example, Neil Savage, “Intel and ARM area Exploring Self-Corporation Schemes to Boost Processor Performance and Cut Power”, Spectrum on April 2, 2007, which is incorporated herein by reference in its entirety. // www. spectrum. iee. org / feb08 / 5975 and Midul Agarwal et al., “Circuit Failure Prediction and its applications to Transistor Aging”, 25th IEEE VLSI Test Symposium, May 6-10, May 6, 2007.
図1は、Agarwalらによって記述された、クリティカルパス102およびタイミング監視回路110を含む集積回路100のブロック図である。クリティカルパス102は、回路素子104、106を含む。タイミング監視回路110は、(i)クリティカルパス102中の回路素子104の後で回路素子106の前に挿入されるD型フリップ・フロップ118と、(ii)クリティカルパス102に沿ったこの位置の目標タイミング・マージンに等しい遅延値TGを有し、第1の回路素子104の出力部に接続する遅延素子114と、(iii)遅延素子114の出力部に接続する別のD型フリップ・フロップ116と、(iv)フリップ・フロップ118、116の出力部に接続する排他的論理和(XOR)論理ゲート122とを含む。適用例に応じて、遅延値TGは、通常、数百ピコ秒から数ナノ秒までの範囲内にある。タイミング監視回路110は、回路素子104の出力部において現れる信号112のコピーを遅延値TGだけ遅らせ、フリップ・フロップ116においてその遅延信号をラッチし、XOR論理ゲート122を介してフリップ・フロップ116からの出力と、フリップ・フロップ118の出力部において現れる出力信号120とを比較することによって動作する。次に、XOR論理ゲート122からの出力信号126は、タイミング・エラー表示レジスタ124内にラッチされ、タイミング・エラー表示レジスタ124は、出力信号128を生成する。次に、出力信号128は、コントローラに渡され、コントローラは、出力信号128に基づいて、集積回路のクロックレートまたは供給電圧のいずれかを調整することができる。
FIG. 1 is a block diagram of an
第1の例として、信号112が、論理値0から論理値1へのデータ遷移を含み、フリップ・フロップ116のセットアップ時間がちょうど満足される(すなわち、タイミング・マージンが0である)とすると、論理値1は、クロックCLと共にフリップ・フロップ116内に正常にラッチされる。0から1への遷移がクロックCLに対して多少早い時間でフリップ・フロップ118の入力部Dに到達するため、フリップ・フロップ118も、論理値1で正常にラッチする。両フリップ・フロップが同じ出力値を有するため、XORタイミング・エラー表示レジスタ126は、論理値0を有する。この論理値0は、クリティカルパス中のフリップ・フロップ118が、遅延値TGに設定される少なくとも目標タイミング・マージンまでは、そのセットアップ時間が満足されたことを示す。
As a first example, if
第2の例として、信号112の0から1へのデータ遷移が、以上の例よりもわずかな時間遅れて起こるとき(たとえば、クリティカルパス102中の信号112の上流における回路素子の経時変化のために)、フリップ・フロップ118は、クロックCLと共に論理値1で正常にラッチすることができるが、フリップ・フロップ116は、遅延値TGのために論理値0でラッチする。ここで、XORタイミング・エラー表示レジスタ126は、論理値1を有し、セットアップ異常が、フリップ・フロップ116内で起こり、フリップ・フロップ118は、遅延値TG未満のセットアップ・マージンを有することを示す。したがって、タイミング・エラーは、たとえば、回路が経時変化し続けるときに、起こる傾向にある。
As a second example, when the data transition of
しかし、ある環境の下では、タイミング監視回路110は、セットアップ異常が起こっても、クリティカルパス102のタイミングが満足されるエラー表示を行う可能性がある。具体的には、0から1への遷移が、以上の第2の例よりも遅れて起こるとき、両フリップ・フロップ116、118は、セットアップ異常となるが、誤って論理値0でラッチする可能性がある。この場合には、XORタイミング・エラー表示レジスタ126は、両フリップ・フロップにおけるセットアップ異常の場合を検出することができないため、誤って論理値0を示す。
However, under certain circumstances, the
検出漏れを起こす、この感受性に加えて、タイミング監視回路110は、いくつかの他の欠点を有する。第1に、1つの遅延素子114しか使用しないため、その素子の遅延値TGの分解能でしかタイミングの問題を特定することができない。
In addition to this susceptibility that causes detection omissions, the
第2に、タイミング監視回路110がクリティカルパス102のタイミングを試験するのに、タイミング・エラー(または成功)表示を生成するのに十分な、信号112のデータ遷移を起こすために、クリティカルパス102中に、ある最小量のデータ・アクティビティが起こる必要がある。クリティカルパス102中に、データ・アクティビティがほとんどないとき、クリティカルパス102中の遅延(たとえば、経時変化のために)は、生じるが、タイミング監視回路110によって検出することはできない。
Secondly, in the
第3に、タイミング監視回路は、通常、集積回路の物理設計および静的タイミング解析(クリティカルパスの特定を含む)が完了した後にのみ、集積回路に付加される。しかし、タイミング監視回路110内のフリップ・フロップ118が、クリティカルパス102中に挿入されるとき、クリティカルパス102のタイミングおよび負荷の両方が影響を受ける。したがって、タイミング監視回路110が配置された後、回路負荷およびタイミング解析を反復させる必要がある可能性があり、物理設計は、タイミング監視回路110を収容するのに変更する必要がある可能性がある。そうした変更は、集積回路の設計スケジュールに重大な影響を及ぼす可能性がある。
Third, the timing monitoring circuit is typically added to the integrated circuit only after the integrated circuit physical design and static timing analysis (including critical path identification) is complete. However, when the flip-
先行技術における問題は、本発明の原理により、集積回路内の被監視クリティカルパスの近傍の領域内に配置される改良型タイミング監視回路によって解決される。 The problems in the prior art are solved according to the principles of the present invention by an improved timing monitoring circuit located in a region in the integrated circuit near the monitored critical path.
したがって、一実施形態において、本発明は、その中のクリティカルパス中のタイミングを監視する監視回路を含む集積回路である。クリティカルパスは、目標タイミング・マージンを有する。監視回路は、入力部および出力部を有し、遅延値を受領信号に加える遅延回路を有する第1のシフト・レジスタを含む。監視回路は、入力部および出力部を有する第2のシフト・レジスタをさらに含み、第1および第2のシフト・レジスタの入力部は、入力信号を受領することができる信号入力ノードを形成するために、共に接続される。
監視回路は、出力部および少なくとも2つの入力部を有する論理回路も含み、各入力部は、第1および第2のシフト・レジスタの出力部の対応する1つに接続される。論理回路の出力部は、目標タイミング・マージンが満足されるか、または満足されないかを示す。
Accordingly, in one embodiment, the present invention is an integrated circuit that includes a monitoring circuit that monitors timing in a critical path therein. The critical path has a target timing margin. The monitoring circuit includes a first shift register having an input portion and an output portion and having a delay circuit that adds a delay value to the received signal. The monitoring circuit further includes a second shift register having an input and an output, wherein the inputs of the first and second shift registers form a signal input node that can receive the input signal. Are connected together.
The monitoring circuit also includes a logic circuit having an output and at least two inputs, each input being connected to a corresponding one of the outputs of the first and second shift registers. The output of the logic circuit indicates whether the target timing margin is satisfied or not satisfied.
別の実施形態において、本発明は、集積回路内のクリティカルパス中のタイミングを監視する装置である。クリティカルパスは、目標タイミング・マージンを有する。本装置は、(a)入力信号を、第1のシフト・レジスタを含む第1のパスと、第2のシフト・レジスタを含む第2のパスとに分割する手段と、(b)第1のパス中の入力信号を第1の遅延量だけ遅延させる手段と、(c)第2のパス中の入力信号を第1のパス中の遅延入力信号と比較する手段と、(d)前記比較に基づいて、目標タイミング・マージンが満足されるか、または満足されないかを示す出力を生成する手段とを含む。 In another embodiment, the present invention is an apparatus for monitoring timing in a critical path in an integrated circuit. The critical path has a target timing margin. The apparatus comprises: (a) means for splitting an input signal into a first path including a first shift register and a second path including a second shift register; and (b) a first Means for delaying the input signal in the path by a first delay amount; (c) means for comparing the input signal in the second path with the delayed input signal in the first path; and (d) for the comparison. And generating an output indicating whether the target timing margin is satisfied or not satisfied.
さらに、別の実施形態において、本発明は、集積回路内のクリティカルパス中のタイミングを監視する方法である。クリティカルパスは、目標タイミング・マージンを有する。
入力信号は、第1のシフト・レジスタを含む第1のパスと、第2のシフト・レジスタを含む第2のパスとに分割される。第1のパス中の入力信号は、第1の遅延量だけ遅延する。
第2のパス中の入力信号は、第1のパス中の遅延入力信号と比較される。最後に、前記比較に基づいて、目標タイミング・マージンが満足されるか、または満足されないかを示す出力が生成される。
In yet another embodiment, the present invention is a method for monitoring timing in a critical path in an integrated circuit. The critical path has a target timing margin.
The input signal is split into a first path that includes a first shift register and a second path that includes a second shift register. The input signal in the first path is delayed by a first delay amount.
The input signal in the second path is compared with the delayed input signal in the first path. Finally, based on the comparison, an output is generated that indicates whether the target timing margin is satisfied or not satisfied.
本発明の他の態様、特徴、および利点は、以下の詳細な説明、添付の特許請求の範囲、および添付の図面によって、より十分に明らかになり、同様の参照番号は、類似または同一の素子を特定する。 Other aspects, features, and advantages of the present invention will become more fully apparent from the following detailed description, the appended claims, and the accompanying drawings, in which like reference numerals refer to like or identical elements. Is identified.
図2は、本発明の一実施形態によるタイミング監視回路210を含む集積回路200を示す。タイミング監視回路210は、回路素子204および206を含むクリティカルパス202の十分近傍に配置するのが好ましく、したがって、タイミング監視回路210は、クリティカルパス202中の回路素子と同じプロセス、電圧、温度、および経時変化作用を受ける。クリティカルパス102内に配置され、クリティカルパス102に接続する、図1において上述したタイミング監視回路110とは対照的に、タイミング監視回路210は、クリティカルパス202とは十分に独立している(すなわち、クリティカルパス202と共通する部品がなく、タイミング監視回路210およびクリティカルパス202が共有することができるクロックCLを除いて、クリティカルパス202を横断する信号に依存しない)のが好ましい。
FIG. 2 illustrates an
タイミング監視回路210は、(i)D型フリップ・フロップ232および234によって形成される第1のシフト・レジスタ230と、(ii)D型フリップ・フロップ242および248によって形成される第2のシフト・レジスタ240とを含む。第2のシフト・レジスタ240は、遅延値TDELAYを供給する遅延素子244をさらに含む。遅延値TDELAYの設計値は、クリティカルパス202中の回路素子206の目標タイミング・マージンの関数である所定の時間周期に等しくなるのが好ましい。たとえば、所定の時間周期は、ほぼ1クロック周期と目標タイミング・マージンとの差とすることができる。しかし、実遅延値TDELAYは、たとえば経時変化作用のために、時間と共に増加する可能性がある。
Timing
シフト・レジスタ230および240の出力部は、XOR論理ゲート260の入力部に接続し、XOR論理ゲート260の出力部は、フリップ・フロップ270に接続し、フリップ・フロップ270は、タイミング・エラー表示器280に渡されるタイミング・エラー表示信号を生成する。タイミング監視回路210は、イネーブル/ディスエーブル回路290をさらに含むことができ、イネーブル/ディスエーブル回路290は、イネーブル信号ENを受け取るときだけ、回路内の他の素子にクロック信号CLを渡す。イネーブル/ディスエーブル回路290は、図2に示されるAND論理ゲートとして、またはその代わりに、NAND、NOR、OR、またはXOR論理ゲートとして(適当な極性のイネーブル信号ENを伴って)実装することができる。
The outputs of
タイミング監視回路210は、信号224を生成するパルス発生器220をさらに含むことができ、信号224は、シフト・レジスタ230および240に入力される「試験データ」信号として使用される。図2に示される実施形態において、パルス発生器220は、クロックCLによって駆動される2分周回路(すなわち、そのD入力部に接続する、そのノットQ出力部を有する)として構成されるフリップ・フロップ222であるが、他の適当なパルス発生器を使用することができる。図2に示される実施形態において、フリップ・フロップ222は、2クロック周期それぞれに対して、そのノットQ出力部において1つの出力パルスを生成する。次に、フリップ・フロップ222のノットQ出力部における信号は、分割され、フリップ・フロップ232および242のD入力部に入力される。
あるいは、フリップ・フロップ222のノットQ出力ではなくQ出力を、フリップ・フロップ232および242のD入力を駆動するのに使用することができる。
Alternatively, the Q output, rather than the knot Q output of
クロックCLの所与の立上りエッジに対して、信号224のデータ遷移(たとえば、0から1へ)は、フリップ・フロップ232および242内にラッチされる。クロックCLの次の立上りエッジにおいて、データ遷移は、非遅延シフト・レジスタ230内のフリップ・フロップ234内にラッチされる。遅延素子244の実遅延値TDELAYが、所定の時間周期と目標タイミング・マージンとの和を超えない(たとえば、実遅延値TDELAYが、ほぼ1クロック周期を超えない)とき、フリップ・フロップ248のセットアップ時間は、侵害されず、遅延シフト・レジスタ240内のフリップ・フロップ248は、同じデータ遷移で正常にラッチする。したがって、XOR論理ゲート260は、その出力部において論理値0を生成し、フリップ・フロップ242、遅延素子244、およびフリップ・フロップ248を含む試験データパスのタイミングが、設計限界と一致することを示す。2つのパス中の素子が、同じプロセス、電圧、温度、および経時変化作用を受けるように、フリップ・フロップ242、遅延素子244、およびフリップ・フロップ248を含む試験データパスが、クリティカルパス202の十分近傍に配置されるため、XOR論理ゲート260の出力部における論理値0は、クリティカルパス202のタイミングも設計限界と一致することを示すものとみなされる。
For a given rising edge of clock CL, the data transition of signal 224 (eg, from 0 to 1) is latched in flip-
他方、プロセス、電圧、温度、および/または経時変化作用によって、実遅延値TDELAYが、所定の時間周期と目標タイミング・マージンとの和を超える(たとえば、実遅延値TDELAYが、ほぼ1クロック周期を超える)とき、目標タイミング・マージンはもはや満足されない。非遅延シフト・レジスタ230内のフリップ・フロップ234は、データ遷移値(たとえば論理値1)で正常にラッチするが、遅延シフト・レジスタ240内のフリップ・フロップ248は、誤ったデータ遷移値(たとえば0)でラッチする。この場合に、XOR論理ゲート260は、その出力部において論理値1を生成し、クリティカルパス202のタイミングが満足されなかったことを示唆する。次に、フリップ・フロップ270は、タイミング・エラー指示器280に渡されるタイミング・エラー指示信号を生成する。
On the other hand, due to process, voltage, temperature, and / or aging effects, the actual delay value T DELAY exceeds the sum of the predetermined time period and the target timing margin (eg, the actual delay value T DELAY is approximately one clock). The target timing margin is no longer satisfied. The flip-
実際には、遅延素子244は、標準遅延回路(たとえばマクロ回路を含む)の所定の組の中から設計プロセス中に選択されるのが好ましい。標準遅延回路は、プロジェクトの開始時に設定することができる、監視される特定の目標タイミング・マージンに基づいて、クロック周期の様々な区画に対応する伝搬遅延をもたらすことができる。標準遅延回路は、被監視集積回路のクリティカルパスを近傍で並列させる、高閾値電圧値、標準閾値電圧値、および低閾値電圧値が混合された標準電池を含むのが好ましい。さらに、遅延素子244は、タイミング監視回路210が集積回路200の動作中に様々なクロック周波数に対応することができるように、可変遅延素子とすることができる。
In practice, the
タイミング監視回路210は、図1の先行技術タイミング監視回路110に優る、多くの利点を有する。第1に、タイミング監視回路210は、最終統計的タイミング解析が行われる、かなり前に物理設計に組み込むことができる。クリティカルパスにあらゆる追加の負荷を加えることなく、タイミング監視回路210のインスタンス当たり1つだけ追加される論理ゲートのクロック信号に対して追加の負荷を加えて、集積回路上の様々な主要位置に、並列配置を行うことができる。その結果、タイミング監視回路210は、静的タイミング解析または集積回路の最終物理設計に最小限の影響を及ぼす。
第2に、タイミング監視回路210は、タイミング監視回路110において上述した検出漏れの問題に影響を受けにくいが、それは、フリップ・フロップ234が、常に正しいデータをラッチするためである。
Secondly, the
第3に、タイミング監視回路210は、被監視クリティカルパスを試験するのに、データ遷移をもたらす集積回路に依存しない。むしろ、間接的ではあるが、被監視クリティカルパスを頻繁に試験するように、パルス発生器220が、タイミング監視回路210を通して多くのデータ遷移をもたらす。
Third, the
第4に、イネーブル/ディスエーブル回路290が、クロック信号CLを受け取り、クロック信号CLをタイミング監視回路210内の残りの回路素子に分配するため、タイミング監視回路210の集積回路への付加によって、単一のゲートだけが、集積回路クロック負荷に追加される。
Fourth, the enable / disable
図3は、本発明の別の実施形態によるタイミング監視回路310を示す。図3のタイミング監視回路310は、図2のタイミング監視回路210に類似し、タイミング監視回路310中で、総遅延素子344および細密遅延出力レジスタ350に接続する細密遅延検出回路346が、図2の遅延素子244の代わりに代用される点を除いて、同様の素子は、同じ下2桁を有する符号を使用して特定される。
FIG. 3 shows a
総遅延素子344の遅延値は、遅延素子244によってもたらされる遅延値の大部分とほぼ同じになるように選択されるが、細密遅延検出器346に関する遅延値は、遅延素子244によってもたらされる遅延値の残りの部分となるように選択される。したがって、図2のタイミング監視回路210中のフリップ・フロップ242および248間の総パス遅延値と、図3のタイミング監視回路310中のフリップ・フロップ342および348間の総パス遅延値とは、ほぼ同じである。細密遅延検出器346は、(i)所定の分解能で、総遅延素子344の実遅延を所定の時間周期(上述したように、目標タイミング・マージンの関数である)と比較するように、(ii)その結果に基づいて、タイミング監視回路310の実タイミング・マージンに対応する検出器出力信号を生成するように構成されるのが好ましい。次に、検出器出力信号は、細密遅延検出レジスタ350に渡される。
好ましい実施形態において、細密遅延検出器346は、総遅延素子344に関する実遅延量の増加だけでなく、そうした遅延量の減少も検出するように構成される。その際、細密遅延検出器346は、タイミング監視回路310内の実タイミング・マージンの増加および減少を評価することもできる。
The delay value of the
In the preferred embodiment,
図4は、図3の細密遅延検出回路346の例示的な実施形態を示す。図4に示されるように、細密遅延検出回路346は、直列に接続する9つの遅延線素子(DLE)4060〜4068、9つのフリップ・フロップ4040〜4048と、8つのXOR論理ゲート4020〜4027とを含む。フリップ・フロップ4040およびDLE4060の入力部は、図3の総遅延素子344の出力部から取られる信号TRINに接続する。DLE4060〜4067の出力部は、それぞれ、フリップ・フロップ4041〜4048のD入力部およびDLE4061〜4068の入力部に接続する。DLE4068は、DLE4067の出力負荷がDLE4060〜4066の出力負荷と同じになるように提供される。したがって、DLE4068の出力部は、使用されない。
FIG. 4 illustrates an exemplary embodiment of the fine
この構成において、入力信号TRINは、DLE4060〜4068によって形成される遅延線を下向きに伝搬する。DLE4060〜4068およびフリップ・フロップ4040〜4048は、「温度計」レジスタを形成する。温度計レジスタがn個の出力ビットの組を有するとき、0番目からi番目の出力ビットは、すべて高であるが、残りの出力ビット(すなわち、(i+1)番目から(n−1)番目の出力ビット)は、すべて低である(または逆も同様である)。温度計レジスタ出力ビットの値の遷移点(たとえば、論理値1から論理値0への)は、クロック信号CLがフリップ・フロップ4040〜4048に到達する時点で、入力信号TRINが、DLE4060〜4068によって形成される遅延線を下向きに伝搬した距離を示す。
In this configuration, the input signal TR IN propagates down delay line formed by DLE406 0 ~406 8. DLE 406 0 -406 8 and flip-flops 404 0 -404 8 form a “thermometer” register. When the thermometer register has a set of n output bits, the 0th to i-th output bits are all high, but the remaining output bits (ie (i + 1) th to (n-1) th) Output bits) are all low (or vice versa). The transition point of the value of the thermometer register output bit (eg, from logic 1 to logic 0) occurs when the clock signal CL reaches the flip-flops 404 0 -404 8 , the input signal TR IN becomes
フリップ・フロップ4040〜4048の連続する対のQ出力部は、XOR論理ゲート4020〜4027の対応する入力部に接続する。次に、XOR論理ゲート4020〜4027は、それぞれ、出力ビットB0〜B7を生成し、総遅延素子344の実遅延の測定を行う。したがって、DLE4060〜4068、フリップ・フロップ4040〜4048、およびXOR論理ゲート4020〜4027は、「ワンホット」レジスタを形成し、1つの出力ビットのみが高(すなわち「1」)となるが、残りが低(すなわち「0」)となる(または逆も同様である)。出力ビットB0〜B7内の高出力ビットの位置は、クロック信号CLがフリップ・フロップ4040〜4048に到達する時点で、入力信号TRINが、DLE4060〜4068によって形成される遅延線を下向きに伝搬した距離を示す。
The successive pairs of Q outputs of flip-flops 404 0 -404 8 connect to corresponding inputs of XOR logic gates 402 0 -402 7 . Then, XOR logic gate 402 0-402 7, respectively, to produce an
次に、出力ビットB0〜B7は、たとえばICタイミング・コントローラ(図示せず)によって使用するために、細密遅延検出器出力レジスタ350内に格納される。その際、ICタイミング・コントローラは、出力ビットB0〜B7によってもたらされるタイミング情報を使用することができ、たとえば、タイミング情報に基づいて、集積回路クロックのレートまたは電源電圧を調整する。たとえば、目標タイミング・マージンに余剰マージンで対応するとき、クロックレートは、クリティカルパス202のタイミング・エラーを生成する恐れなしに増加させることができる。他方、目標タイミング・マージンが満足されないとき、クロックレートは、クリティカルパス202のタイミングを改善するために減少させることができる。
The output bits B 0 -B 7 are then stored in the fine delay
検出回路346の出力信号TROUTは、DLE4060〜4068の出力部のいずれか1つを、図3のフリップ・フロップ348のD入力部に接続することができる。出力信号TROUTの接続部として使用される特定のDLE出力部は、以下にさらに説明するように、設計者が、成功(すなわち、より早い)または不成功(すなわち、より遅い)のタイミングを検出したい範囲によって、集積回路の設計中に選択することができる。図4に示される実施形態において、たとえば、出力信号TROUTは、DLE4061の出力部において直接取られる。
Output signal TR OUT of the
あるいは、DLE4060〜4068の出力部は、9x1選択スイッチ(図示せず)に接続することができ、選択スイッチからの出力は、出力信号TROUTとして取ることができる。選択スイッチは、能動ゲート・マルチプレクサ、伝達ゲート(Tゲート)マルチプレクサ、3値バッファ・マルチプレクサ、または他の適当な選択スイッチもしくはマルチプレクサとすることができる。この代わりの実施形態において、選択スイッチは、たとえばタイミング・コントローラからの制御信号に基づいて出力信号TROUTとして使用するために、DLE4060〜4068からの出力のいずれか1つを選択することができる。 Alternatively, the outputs of DLE 406 0 -406 8 can be connected to a 9 × 1 selection switch (not shown) and the output from the selection switch can be taken as an output signal TR OUT . The selection switch can be an active gate multiplexer, a transmission gate (T-gate) multiplexer, a ternary buffer multiplexer, or other suitable selection switch or multiplexer. In this alternative embodiment, the selection switch may select any one of the outputs from DLE 406 0 -406 8 for use as output signal TR OUT , eg, based on a control signal from a timing controller. it can.
さらに、図3に示されるタイミング監視回路310および図4に示される細密遅延検出回路346の動作は、図5〜7に示されるタイミング図によってそれぞれ図示される、以下の3つの場合を参照して理解することができる。
Further, the operation of the
場合1:目標タイミング・マージンに無余剰マージンで対応する
図5は、目標タイミング・マージンに無余剰マージンで対応する、場合1のタイミングを示す。場合1において、(i)クロックCLからフリップ・フロップ342の出力部Qまでの遅延と、(ii)総遅延素子344による遅延と、(iii)細密遅延検出器346による遅延(たとえば、信号TRINが信号TROUTまで進む時間)との和に関する設計値が、ほぼ1クロック周期に等しくなるように選択される(すなわち、目標タイミング・マージンは、余裕がほとんど、または全く存在しないように最小であるとみなされる)。
Case 1: Corresponding to Target Timing Margin with No Surplus Margin FIG. 5 shows the timing of Case 1 corresponding to the target timing margin with no surplus margin. In case 1, (i) delay from clock CL to output Q of flip-
図5のタイミング図の時間t1で示される、クロックCLの第1の立上りエッジで、データ論理値1が、図3のフリップ・フロップ332および342内にラッチされる。したがって、フリップ・フロップ332および342のQ出力部は、論理値0から論理値1に遷移する。
At the first rising edge of clock CL, indicated by time t 1 in the timing diagram of FIG. 5, the data logic value 1 is latched in flip-
意図的に、図5の時間t2におけるクロックCLの第2の立上りエッジの直前で、全総遅延素子344ならびに細密遅延検出器346内の2つの第1のDLE4060および4061の出力部にわたって、0から1への遷移が観測される。クロックCLの第2の立上りエッジにおいて(時間t2において)、TRIN入力部に最も近い2つの第1のDLE(すなわち、DLE4060および4061)の出力部に、論理値1が観測される。残りの7つのDLE4062〜4068の出力部は、すべて論理値0を示す。クロックCLの第2の立上りエッジは、図3のフリップ・フロップ334および348内にも論理値1を記録し、したがって、タイミング・エラー表示器380は、最終的に論理値0を記録し、時間的制約が満足されたことを示す。
Intentionally, immediately before the second rising edge of the clock CL at time t 2 in FIG. 5, across two first DLE406 0 and 406 1 of the output portion of the total
クロックCLの第2の立上りエッジは、さらに、図4のフリップ・フロップ4040〜4042内に論理値1を、フリップ・フロップ4043〜4048内に論理値0を記録する。したがって、XOR論理ゲート4020〜4027によって出力されるビット値B[0:7]は、それぞれ、論理値{0010 0000}を有する。論理値1のB2ビット値は、クロックCLの第2の立上りエッジの時間において、第3のDLE(DLE4062)内に、0から1への遷移が起こることを示す。言い換えれば、クロックCLの第2の立上りエッジの時間(時間t2)において、DLE4062への入力(およびDLE4061からの出力)は、論理値1であり、DLE4062からの出力は、論理値0を有する。この例において、これらのXOR出力ビット値(B[0:7]={0010 0000})は、目標タイミング・マージンに最小検出可能余剰マージンで対応したことを示す。
The second rising edge of the clock CL is further a logical value 1 in the flip-flop 404 0-404 2 in FIG. 4, the
場合2:目標タイミング・マージンに大余剰マージンで対応する
図6は、目標タイミング・マージンに大余剰マージンで対応する、場合2のタイミングを示す。場合2において、場合1と同様に、(i)クロックCLからフリップ・フロップ342の出力部Qまでの遅延と、(ii)総遅延素子344による遅延と、(iii)細密遅延検出器346による遅延との和に関する設計値が、ほぼ1クロック周期に等しくなるように選択される(すなわち、目標タイミング・マージンは、余裕がほとんど、または全く存在しないように最小であるとみなされる)。しかし、場合2において、時間の経過によるクロック分配速度低下および/またはデータパス速度上昇の組み合わせが、0から1への遷移に帰着し、遅延線を最初に設計されたものよりもさらに下降させるとみなされている。
Case 2: Corresponding to Target Timing Margin with Large Surplus Margin FIG. 6 shows the timing of
最初に、図6のタイミング図の時間t1で示される、クロックCLの第1の立上りエッジで、論理値1が、フリップ・フロップ332および342内にクロックされる。したがって、フリップ・フロップ332および342のQ出力部は、論理値0から論理値1に遷移する。時間t2におけるクロックCLの第2の立上りエッジの直前で、全総遅延素子344ならびに細密遅延検出回路346内の遅延線の7つの第1のDLE4060〜4066の出力部にわたって、0から1への遷移が観測される。図6の時間t2で、クロックCLの第2の立上りエッジにおいて、入力部TRINに最も近い7つの第1のDLE(すなわち、DLE4060〜4066)の出力部に、論理値1が観測される。残りのDLE4067および4068の出力部は、論理値0を示す。クロックCLの第2の立上りエッジは、図3のフリップ・フロップ334および348内にも論理値1を記録し、タイミング・エラー表示器380は、最終的に論理値0を記録し、時間的制約が満足されたことを示す。
Initially, a logical value of 1 is clocked into flip-
クロックCLの第2の立上りエッジは、さらに、図4のフリップ・フロップ4040〜4047内に論理値1を、フリップ・フロップ4048内に論理値0を記録する。したがって、XOR出力ビット値B[0:7]は、それぞれ、値{0000 0001}を有する。ここで、論理値1の8番目のビット値B7は、クロックCLの第2の立上りエッジの時間(時間t2)において、8番目のDLE(DLE4067)内に、0から1への遷移が起こることを示す。言い換えれば、クロックCLの第2の立上りエッジの時間において、DLE4067への入力(およびDLE4066からの出力)は、論理値1であるが、DLE4067からの出力は、論理値0を有する。これらのXOR出力ビット値は、目標タイミング・マージンに最大検出可能余剰マージンで対応したことを示す。この場合、最大検出可能余剰マージンは、ほぼ5DLE遅延である。
The second rising edge of the clock CL is further a logical value 1 to the flip-flop 404 0-404 in 7 of FIG. 4, the
場合3:タイミングがセットアップ異常により満足されない
図7は、目標タイミング・マージンが満足されず、セットアップ異常が検出される、場合3を示す。場合3において、場合1および2と同様に、(i)クロックCLからフリップ・フロップ342の出力部Qまでの遅延と、(ii)総遅延素子344による遅延と、(iii)細密遅延検出器346による遅延との和に関する初期値が、ほぼ1クロック周期に等しくなるように選択される(すなわち、目標タイミング・マージンは、余裕がほとんど、または全く存在しないように最小であるとみなされる)。しかし、場合3において、時間の経過によるクロック分配速度上昇および/またはデータパス速度低下の組み合わせが、0から1への遷移に帰着し、目標タイミング・マージンを超える遅延線をさらに上昇させ、セットアップ異常が起こる。
Case 3: Timing is not satisfied due to setup error FIG. 7 shows Case 3 where the target timing margin is not satisfied and a setup error is detected. In case 3, similar to
図3において、図7の時間t1において、クロックCLの第1の立上りエッジで、論理値1が、フリップ・フロップ332および342内にクロックされる。したがって、フリップ・フロップ332および342のQ出力部は、論理値0から論理値1に遷移する。時間t2におけるクロックCLの第2の立上りエッジの直前で、全総遅延素子344ならびに遅延線の第1のDLE4060の出力部にわたって、0から1への遷移が観測される。
時間t2で、クロックCLの第2の立上りエッジにおいて、入力部TRINに最も近い第1のDLE(すなわち、DLE4060)の出力部に、論理値1が観測される。残りの8つのDLE4061〜4068の出力部は、すべて論理値0を示す。クロックCLの第2の立上りエッジは、図3の非遅延シフト・レジスタ330内のフリップ・フロップ334内にも論理値1を記録する。しかし、クロックCLの第2の立上りエッジは、図3の遅延シフト・レジスタ340のフリップ・フロップ348内に論理値0を記録する。その結果、タイミング・エラー表示器380は、最終的に論理値1を記録し、タイミング・エラーが起こり、目標タイミング・マージンが満足されなかったことを示す。
In FIG. 3, at time t 1 in FIG. 7, a logical 1 is clocked into flip-
At time t 2 , at the second rising edge of the clock CL, a logic value 1 is observed at the output of the first DLE closest to the input TR IN (ie, DLE 406 0 ). The output units of the remaining eight
時間t2で、クロックCLの第2の立上りエッジは、さらに、図4のフリップ・フロップ4040〜4041内に論理値1を、フリップ・フロップ4042〜4048内に論理値0を記録する。したがって、XOR出力ビット値B[0:7]は、それぞれ、値{0100 0000}を有する。ここで、論理値1の出力ビット値B1は、クロックCLの第2の立上りエッジの時間(時間t2)において、第2のDLE4061内に、0から1への遷移が起こることを示す。言い換えれば、クロックCLの第2の立上りエッジの時間において、DLE4061への入力(およびDLE4060からの出力)は、論理値1を有し、DLE4061からの出力は、論理値0を有する。これらの出力ビット値B[0:7]は、目標タイミング・マージンが対応されず、ほぼ1DLE遅延量のセットアップ異常が起こったことを示す。
At time t 2 , the second rising edge of clock CL further records a logic value 1 in flip-flops 404 0 -404 1 and a logic value 0 in flip-flops 404 2 -404 8 in FIG. To do. Thus, each XOR output bit value B [0: 7] has the value {0100 0000}. Here, the output bit value B 1 of logic value 1 indicates the second rising edge of the clock CL (time t 2), the second DLE406 1, that the transition from 0 to 1 occurs . In other words, at the time of the second rising edge of clock CL, the input to DLE 406 1 (and the output from DLE 406 0 ) has a logical value of 1, and the output from
図2の実施形態と同様に、図3および4の実施形態は、先行技術に優る多くの利点を有する。最初の事項として、図3および4の実施形態は、上述した図2の利点のすべてを共有する。それに加えて、図3および4の実施形態は、タイミング・エラー表示の有/無だけでなく、実タイミング・マージンの数値測定(プラスおよびマイナスの両方)も行う。
さらに、タイミング・マージン測定の範囲が、総遅延部344、ならびに/または遅延線素子およびそれらに対応するフリップ・フロップおよびXOR論理ゲートの数を調整することによって調整することができる。さらに、クロック周波数の範囲は、タイミング監視回路310の動作中に、総パス遅延素子344を調整することによって対応することができる。最後に、プラスからマイナスまでのタイミング・マージン測定能力の相対範囲は、細密遅延検出回路346内のDLEにおける出力部TRoutの位置を変化させることによって管理することができる。
Similar to the embodiment of FIG. 2, the embodiment of FIGS. 3 and 4 has many advantages over the prior art. As a first matter, the embodiments of FIGS. 3 and 4 share all of the advantages of FIG. 2 described above. In addition, the embodiments of FIGS. 3 and 4 make numerical measurements (both positive and negative) of actual timing margin as well as presence / absence of timing error indication.
Further, the timing margin measurement range can be adjusted by adjusting the
本発明は、XOR論理ゲート260、360を含む回路に関して説明してきたが、本発明は、非XOR(NXOR)ゲートなどの他のタイプの論理ゲートを使用して実装することもできる。
Although the present invention has been described with respect to circuitry including
それに加えて、図4に示される細密遅延検出回路346は、9つのDLE4060〜4068、9つのフリップ・フロップ4040〜4048、および8つのXOR論理ゲート4020〜4027を含み、実際には、DLE,フリップ・フロップ、およびXOR論理ゲートの数は、特定の適用例で所望される細密遅延分解能の量によって、図4に示される数よりも多く、または少なくすることができる。
In addition, fine
さらに、以上の図2および3に示される実施形態では、データ信号224、324は、パルス発生器220、320によって生成されるが、パルス発生器220の使用は、任意選択であることを理解されたい。したがって、本発明の一実施形態において、クリティカル・データパス202を横断するデータ信号(たとえば、回路素子204からの出力信号)は、分割され、データ信号224として使用することができ、データ信号224は、フリップ・フロップ232、242および/または332、342に入力される。
Further, in the embodiment shown in FIGS. 2 and 3 above, the data signals 224, 324 are generated by the
本発明は、単一の集積回路(ASICまたはFPGAなど)、マルチチップ・モジュール、単一のカード、またはマルチカード回路パックとしての実装可能性を含む、デジタル(またはアナログおよびデジタルのハイブリッド)回路ベースのプロセスとして実装することができる。当業者には明らかなように、回路素子の様々な機能を、ソフトウェアプログラム中の処理ブロックとして実装することもできる。そうしたソフトウェアは、たとえば、デジタル信号プロセッサ、マイクロコントローラ、または汎用コンピュータ内で使用することができる。 The present invention is based on a digital (or analog and digital hybrid) circuit base that can be implemented as a single integrated circuit (such as an ASIC or FPGA), a multi-chip module, a single card, or a multi-card circuit pack. Can be implemented as a process. As will be apparent to those skilled in the art, the various functions of the circuit elements can also be implemented as processing blocks in the software program. Such software can be used, for example, in a digital signal processor, microcontroller, or general purpose computer.
さらに、この説明において、用語「結合する」、「結合している」、「結合される」、「接続する」、「接続している」、「接続される」は、要求されていないが、2つ以上の素子間でエネルギーを伝達することができ、1つまたは複数の追加の素子の介在を企図する、当技術で既知または後に開発される、いずれかの方法まで言及する。逆に、用語「直接結合される」、「直接接続される」などは、そうした追加の素子が存在しないことを示唆する。 Further, in this description, the terms “coupled”, “coupled”, “coupled”, “connect”, “connected”, “connected” are not required, Reference is made to any method known or later developed in the art that can transfer energy between two or more elements and contemplate the intervention of one or more additional elements. Conversely, the terms “directly coupled”, “directly connected”, and the like, suggest that there are no such additional elements.
ここで、信号および対応するノードまたはポートは、同じ名称で呼ぶことができ、目的に応じて交換可能である。 Here, signals and corresponding nodes or ports can be referred to by the same name and can be interchanged depending on the purpose.
別途、明らかに記述されていなければ、各数値および範囲は、用語「約」または「ほぼ」を値または範囲の前につけているかのように、概略値であると解釈されたい。 Unless expressly stated otherwise, each numerical value and range should be interpreted as being approximate as if the term “about” or “approximately” preceded the value or range.
さらに、本発明の特性を説明するために記載され、かつ図示された部品の詳細、材料、および構成の様々な変更を、本発明の範囲から逸脱することなく、当業者は行うことができることが理解されよう。むしろ、本発明の範囲は、以下の特許請求の範囲に記載される。 In addition, various modifications of the details, materials, and construction of the parts described and illustrated to illustrate the characteristics of the invention can be made by those skilled in the art without departing from the scope of the invention. It will be understood. Rather, the scope of the invention is set forth in the following claims.
本発明は、遅延素子244を含む図2のシフト・レジスタ240と、遅延素子344および346を含む図3のシフト・レジスタ340とに関して説明してきた。一般に、本発明のシフト・レジスタは、シフト・レジスタを伝搬する信号に適当な遅延量を付加する、いずれかの適当な回路で実装することができる。
The present invention has been described with respect to the
特許請求の範囲の図番号および/または図参照符号の使用は、特許請求の範囲の解釈を容易にするために、請求される主題の1つまたは複数の可能な実施形態を特定することを目的とする。そうした使用は、それらの特許請求の範囲の範囲を、対応する図に示される実施形態に限定する必要はないものとして解釈されたい。 Use of the figure numbers and / or figure reference signs in the claims is intended to identify one or more possible embodiments of the claimed subject matter in order to facilitate the interpretation of the claims. And Such use is to be construed as not having to limit the scope of those claims to the embodiments shown in the corresponding figures.
本明細書に記載される例示的な方法のステップは、説明された順番で必ずしも行う必要はなく、そうした方法のステップの順番は、単なる例示的なものと理解すべきであることを理解されたい。同様に、本発明の様々な実施形態と矛盾しない方法において、そうした方法に、追加のステップを含めることができ、いくつかのステップを省略または組み合わせることができる。 It should be understood that the steps of the exemplary methods described herein are not necessarily performed in the order described, and that the order of the steps of such methods should be understood as merely exemplary. . Similarly, in methods consistent with various embodiments of the invention, such methods can include additional steps, and some steps can be omitted or combined.
以下の方法クレーム内の要素は、もしあれば、特定の順番で対応する符号と共に記載されるが、クレーム記載により、別途、それらの要素のいくつかまたはすべてを実装する特定の順番が示唆されなければ、それらの要素は、その特定の順番での実装に限定することを必ずしも目的としない。 Elements in the following method claims, if any, are listed with their corresponding symbols in a particular order, but the claims statement must separately suggest a particular order to implement some or all of those elements. For example, those elements are not necessarily intended to be limited to implementation in that particular order.
本明細書で、「一実施形態」または「実施形態」に言及することは、実施形態に関して説明される特定の特徴、構造、または特性を、本発明の少なくとも一実施形態に含めることができることを意味する。明細書中の様々な場所で、句「一実施形態において」が現れるとき、すべて同じ実施形態に言及する必要はなく、別個または代替の実施形態は、他の実施形態を互いに排除する必要はない。同じことが、用語「実装」に当てはまる。 In this specification, references to “one embodiment” or “an embodiment” means that a particular feature, structure, or characteristic described with respect to the embodiment can be included in at least one embodiment of the invention. means. When the phrase “in one embodiment” appears in various places in the specification, it is not necessary to refer to the same embodiment, and separate or alternative embodiments need not exclude each other from each other. . The same applies to the term “implementation”.
Claims (11)
入力部および出力部を有する第1のフリップ・フロップ(242、342)と、
入力部および出力部を有する第2のフリップ・フロップ(232、332)であって、前記第1および第2のフリップ・フロップの前記入力部は、入力信号(224、324)を受領することができる信号入力ノードを形成するために、共に接続される、第2のフリップ・フロップと、
遅延値を前記第1のフリップ・フロップから出力された信号に加えるように構成される遅延回路(244、344/346)と、
出力部および少なくとも第1の入力部および第2の入力部を有する論理回路(260、360)であって、前記第1の入力部は前記遅延回路に接続され、前記第2の入力部は前記第2のフリップ・フロップの出力に接続される、論理回路とを含み、
前記論理回路の前記出力部は、前記目標タイミング・マージンが満足されるか、または満足されないかを示し、
前記遅延回路は、
総遅延値をもたらすように構成される総遅延素子と
前記総遅延値に基づいて、前記目標タイミング・マージンが満足される範囲を示す出力信号を生成するように構成される細密遅延検出回路とを含む、集積回路。 An integrated circuit comprising monitoring circuits (210, 310) for monitoring timing in a critical path (202) in the integrated circuit, wherein the critical path has a target timing margin, and the monitoring circuit includes:
A first flip-flop (242, 342) having an input and an output;
A second flip-flop (232, 332) having an input and an output, the input of the first and second flip-flops receiving an input signal (224, 324); A second flip-flop connected together to form a possible signal input node;
A delay circuit (244, 344/346) configured to add a delay value to the signal output from the first flip-flop;
A logic circuit (260, 360) having an output unit and at least a first input unit and a second input unit, wherein the first input unit is connected to the delay circuit, and the second input unit is A logic circuit connected to the output of the second flip-flop,
The output of the logic circuit indicates whether the target timing margin is satisfied or not satisfied;
The delay circuit is
A total delay element configured to provide a total delay value; and a fine delay detection circuit configured to generate an output signal indicating a range in which the target timing margin is satisfied based on the total delay value. Including integrated circuits.
(i)前記第1のフリップ・フロップは、その出力部で第1のパルスを生成し、
(ii)前記第2のフリップ・フロップは、その出力部で第2のパルスを生成し
(iii)前記論理回路は、前記第1のパルスが、前記所定の時間周期と前記目標タイミング・マージンとの和よりも大きい時間量だけ前記第2のパルスから時間的に分離されるときのみ、前記目標タイミング・マージンが満足されなかったことを示す出力を生成する、請求項1に記載の集積回路。 When an input pulse is inserted into the signal input node,
(I) the first flip-flop generates a first pulse at its output;
(Ii) the second flip-flop generates a second pulse at its output; (iii) the logic circuit is configured such that the first pulse comprises the predetermined time period and the target timing margin. The integrated circuit of claim 1, generating an output indicating that the target timing margin has not been satisfied only when temporally separated from the second pulse by an amount of time that is greater than the sum of the two.
入力部および直列に接続される複数の遅延線素子(4060〜4068)を有する遅延線であって、各遅延線素子が入力部および出力部を有する、遅延線を含む、請求項1に記載の集積回路。 The fine delay detection circuit includes:
A delay line having an input section and a plurality of delay line elements (406 0 to 406 8 ) connected in series, each delay line element including a delay line having an input section and an output section. An integrated circuit as described.
複数のフリップ・フロップ(4040〜4048)であって、1つまたは複数のフリップ・フロップは、入力部および出力部を有し、それぞれの前記入力部は、対応する遅延線素子の前記入力部に接続される、複数のフリップ・フロップをさらに含み、
前記複数のフリップ・フロップの前記出力部は、前記目標タイミング・マージンが満足される範囲を示す、請求項4に記載の集積回路。 The fine delay detection circuit includes:
A plurality of flip-flops (404 0 -404 8 ), wherein one or more flip-flops have an input and an output, each said input being said input of a corresponding delay line element A plurality of flip-flops connected to the section;
The integrated circuit according to claim 4, wherein the output unit of the plurality of flip-flops indicates a range in which the target timing margin is satisfied.
複数の論理ゲート(4020〜4027)であって、各論理ゲートは、前記遅延線に沿う前記複数のフリップ・フロップ中の隣接するフリップ・フロップの対応する対の出力部にそれぞれ直列に接続される、少なくとも2つの入力部を有する、複数の論理ゲートをさらに含み、
少なくとも1つの論理ゲートの前記出力部は、前記目標タイミング・マージンが満足される範囲を示す、請求項5に記載の集積回路。 The fine delay detection circuit includes:
A plurality of logic gates (402 0 -402 7 ), each logic gate being connected in series with a corresponding pair of outputs of adjacent flip-flops in the plurality of flip-flops along the delay line, respectively. A plurality of logic gates having at least two inputs,
6. The integrated circuit of claim 5, wherein the output of at least one logic gate indicates a range in which the target timing margin is satisfied.
(a)入力信号を、第1のフリップ・フロップ(242、342)を含む第1のパスと、第2のフリップ・フロップ(232、332)を含む第2のパスとに分割することと、
(b)前記第1のパス中の前記入力信号を、第1の遅延量だけ遅延させることと、
(c)前記第2のパス中の前記入力信号を、前記第1のパス中の前記遅延入力信号と比較することと、
(d)前記比較に基づいて、前記目標タイミング・マージンが満足されるか、または満足されないかを示す出力(280、380)を生成することと、
(e)前記目標タイミング・マージンが満足されるか、または満足されない範囲を検出することとを含み、前記検出することは、
前記第1のパス中の前記入力信号を前記第1の遅延量だけ遅延させた後、続いて、遅延線中の複数の遅延素子によって前記入力信号を遅延させることと、
前記遅延線中の各遅延素子に関して、前記遅延素子の前記入力部における信号状態に対応する出力信号を生成することとを含む、方法。 A method for monitoring timing in a critical path in an integrated circuit, the critical path having a target timing margin,
(A) dividing the input signal into a first path including a first flip-flop (242, 342) and a second path including a second flip-flop (232, 332);
(B) delaying the input signal in the first path by a first delay amount;
(C) comparing the input signal in the second path with the delayed input signal in the first path;
(D) generating an output (280, 380) indicating whether the target timing margin is satisfied or not based on the comparison;
(E) detecting a range in which the target timing margin is satisfied or not satisfied, and the detecting includes:
Delaying the input signal in the first path by the first delay amount, and subsequently delaying the input signal by a plurality of delay elements in a delay line;
Generating for each delay element in the delay line an output signal corresponding to a signal state at the input of the delay element.
前記遅延線中の遅延素子の連続する対に対応する出力信号の各連続する対に関して、前記入力信号が、クロック信号によって決定される時間に前記遅延線中の対応する遅延素子に到達したかどうかを、出力信号の前記連続する対に基づいて、決定するのに論理演算を行うことと、
出力信号の少なくとも1つの連続する対に対応する前記論理演算の結果を出力することとをさらに含む、請求項7に記載の方法。 Detecting a range where the target timing margin is satisfied or not satisfied,
For each successive pair of output signals corresponding to successive pairs of delay elements in the delay line, whether the input signal has reached the corresponding delay element in the delay line at a time determined by a clock signal Performing a logical operation to determine, based on the successive pairs of output signals,
8. The method of claim 7, further comprising outputting the result of the logical operation corresponding to at least one successive pair of output signals.
(a)入力信号を、第1のフリップ・フロップを含む第1のパスと、第2のフリップ・フロップを含む第2のパスとに分割する手段と、
(b)前記第1のパス中の前記入力信号を第1の遅延量だけ遅延させる手段と、
(c)前記第2のパス中の前記入力信号を前記第1のパス中の前記遅延入力信号と比較する手段と、
(d)前記比較に基づいて、前記目標タイミング・マージンが満足されるか、または満足されないかを示す出力を生成する手段と、
(e)前記目標タイミング・マージンが満足されるか、または満足されない範囲を検出する手段とを含み、前記検出する手段は、
前記第1のパス中の前記入力信号を前記第1の遅延量だけ遅延させた後、続いて、遅延線中の複数の遅延素子によって前記入力信号を遅延させる手段と、
前記遅延線中の各遅延素子に関して、前記遅延素子の前記入力部における信号状態に対応する出力信号を生成する手段とを含む、装置。 An apparatus for monitoring timing in a critical path in an integrated circuit, the critical path having a target timing margin,
(A) means for splitting the input signal into a first path including a first flip-flop and a second path including a second flip-flop;
(B) means for delaying the input signal in the first path by a first delay amount;
(C) means for comparing the input signal in the second path with the delayed input signal in the first path;
(D) means for generating an output indicating whether the target timing margin is satisfied or not based on the comparison;
(E) means for detecting a range where the target timing margin is satisfied or not satisfied, and the detecting means includes:
Means for delaying the input signal in the first path by the first delay amount, and subsequently delaying the input signal by a plurality of delay elements in a delay line;
Means for generating, for each delay element in the delay line, an output signal corresponding to a signal state at the input of the delay element.
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Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN114021509A (en) * | 2021-09-03 | 2022-02-08 | 芯华章科技股份有限公司 | Dynamic adjustment of root clock frequency in logic design during verification |
CN114967807A (en) * | 2022-03-28 | 2022-08-30 | 清华大学 | Timing detection circuit and adaptive voltage regulation circuit |
Citations (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPH09218281A (en) * | 1996-02-09 | 1997-08-19 | Denso Corp | Time-measuring apparatus |
JP2005183677A (en) * | 2003-12-19 | 2005-07-07 | Seiko Epson Corp | Semiconductor integrated circuit |
JP2005214732A (en) * | 2004-01-28 | 2005-08-11 | Sony Corp | Critical path evaluation method and delay-condition measurement circuit, and lsi manufacturing method |
JP2008082888A (en) * | 2006-09-27 | 2008-04-10 | Toshiba Corp | Semiconductor device and its test method |
-
2013
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Patent Citations (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPH09218281A (en) * | 1996-02-09 | 1997-08-19 | Denso Corp | Time-measuring apparatus |
JP2005183677A (en) * | 2003-12-19 | 2005-07-07 | Seiko Epson Corp | Semiconductor integrated circuit |
JP2005214732A (en) * | 2004-01-28 | 2005-08-11 | Sony Corp | Critical path evaluation method and delay-condition measurement circuit, and lsi manufacturing method |
JP2008082888A (en) * | 2006-09-27 | 2008-04-10 | Toshiba Corp | Semiconductor device and its test method |
Cited By (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN114021509A (en) * | 2021-09-03 | 2022-02-08 | 芯华章科技股份有限公司 | Dynamic adjustment of root clock frequency in logic design during verification |
US11599139B1 (en) | 2021-09-03 | 2023-03-07 | Xepic Corporation Limited | Dynamic adjustment of root clock frequency in logic system design during verification |
CN114967807A (en) * | 2022-03-28 | 2022-08-30 | 清华大学 | Timing detection circuit and adaptive voltage regulation circuit |
CN114967807B (en) * | 2022-03-28 | 2023-06-06 | 清华大学 | Timing detection circuit and adaptive voltage regulation circuit |
Also Published As
Publication number | Publication date |
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