JP2010528377A - マルチクロックネットワークを備えたデジタルデバイス用共振クロックおよびインターコネクトアーキテクチャ - Google Patents
マルチクロックネットワークを備えたデジタルデバイス用共振クロックおよびインターコネクトアーキテクチャ Download PDFInfo
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Abstract
Description
「225MHzの共振クロックASICチップ」
(著:Ziesler, C等、低電力エレクトロニックデザイン国際シンポジウム、2003年8月)、
「エネルギー回復クロッキングスキームおよび超低エネルギーアプリケーション」
(著:Cooke M等、低電力エレクトロニックデザイン国際シンポジウム、2003年8月)
「分配寄生容量(distributed parasitic capacitance)を使用する共振クロッキング」
(著:Drake, A等、固体回路ジャーナル、Vol.39,No.9,2004年9月発行)
「ラッチベースの共振クロック設計」
(著:Sathe, V等、固体回路ジャーナル、Vol.43,No.4,2008年4月発行)
上記構成は、単一の共振ドメインに向けられているが、マルチクロックネットワークや様々なクロック周波数をもつFPGAあるいはその他のデバイス用であって、大規模な大型チップの共振クロックネットワークアーキテクチャの構成について記載がない。
Claims (26)
- 一式のサブデバイスを有する半導体デバイスと、
前記半導体デバイスにおける前記サブデバイスに対し、周波数fの高速クロック信号を供給するように動作可能な共振クロック分配ネットワークと、
複数のイネーブル信号を搬送する媒体とを備え、
前記複数のイネーブル信号各々が、周波数fとは異なる周波数によって前記一式のサブデバイスのサブセットを選択的にイネーブルにするように、動作可能であることを特徴とするシステム。 - 前記半導体デバイスは、ASIC(application-specific integrated circuit)、SOC(system-on-a-chip)、ハイパフォーマンスで低電力クロッキング仕様のデバイスのいずれかであることを特徴とする請求項1に記載のシステム。
- 一式の記憶デバイスを有するPLD(programmable logic device)と、
前記PLDにおける前記一式の記憶デバイス各々に対し、周波数fの高速クロック信号を供給するように動作可能な共振クロック分配ネットワークと、
複数のイネーブル信号を搬送する媒体とを備え、
前記複数のイネーブル信号各々が、周波数fとは異なる周波数によって前記一式の記憶デバイスのサブセットを選択的にイネーブルにするように、動作可能であることを特徴とするシステム。 - 前記PLDにおける前記一式の記憶デバイス各々に対し、異なる周波数の高速クロック信号を供給するように動作可能な複数の共振クロック分配ネットワークを有することを特徴とする請求項3に記載のシステム。
- 前記PLDが、FPGA(field programmable gate array)であることを特徴とする請求項3に記載のシステム。
- 前記高速クロック信号が、非常に低ジッター、低スキューの信号であることを特徴とする請求項3に記載のシステム。
- 前記複数のイネーブル信号の一つがアサートされることで、周波数fの何分の1かである周波数によって前記記憶デバイスのサブセットをイネーブルにすることを特徴とする請求項3に記載のシステム。
- 前記複数のイネーブル信号のタイミング要求が緩和されていることを特徴とする請求項3に記載のシステム。
- 前記共振クロック分配ネットワークが、本来的に高いエネルギー効率を備えていることを特徴とする請求項3に記載のシステム。
- 前記共振クロック分配ネットワークが、データパスとデータインターコネクトの深いパイプライン化を可能にすることを特徴とする請求項3に記載のシステム。
- 前記媒体がバッファ化されたネットワークであることを特徴とする請求項3に記載のシステム。
- 前記共振クロック分配ネットワークが、周波数fで同期化される複数の共振クロックドメインに対し周波数fのグローバル同期信号を分配することによって、、前記PLDにおける前記一式の記憶デバイスに対して高速クロック信号を提供するように動作可能であることを特徴とする請求項3に記載のシステム。
- 前記複数の共振クロックドメイン各々は、自身のインダクタおよび共振クロックドライバを使用することを特徴とする請求項12に記載のシステム。
- 前記インダクタが、チップ上に実装されていることを特徴とする請求項13に記載のシステム。
- 前記インダクタが、前記デバイスのパッケージ内においてチップ外に実装されていることを特徴とする請求項13に記載のシステム。
- データレートfに等しい周波数をもつ共通かつ相補的な共振波形φ(ファイ)、―φ―(ファイのオーバーバー)を使って1ビットのデータを転送するようにそれぞれ動作可能な複数の共振ドライバと、
前記共振ドライバから複数のレシーバーにビッドデータを伝送するように動作可能な複数の相互接続部とを備え、
前記複数のレシーバーが、ビットデータを再転送するもしくは取り込むように動作可能であることを特徴とするシステム。 - 前記システムが、各ビットデータに対しデュアルレールインプリメンテーションを採用することを特徴とする請求項16に記載のシステム。
- 前記複数の共振ドライバ各々が、ビットデータを符号化するため差動符号化スキームを採用することを特徴とする請求項17に記載のシステム。
- 前記複数の共振ドライバ各々が、共通かつ相補的な共振波形φ、―φ―を使うブーストドライバであることを特徴とする請求項17に記載のシステム。
- 前記システムが、各ビットデータに対してシングルレールインプリメンテーションを採用することを特徴とする請求項16に記載のシステム。
- 前記複数の共振ドライバ各々が、1つの共振波形φを使った振幅基調符号化を実行するように動作可能なシングルレールドライバであることを特徴とする請求項20に記載のシステム。
- 前記複数の共振ドライバ各々が、データ転送しないときに電荷を保存する容量タンクを使用する“パルス”モードで動作することを特徴とする請求項20に記載のシステム。
- データの各ビットが、前記複数の共振ドライバおよび前記複数の相互接続部各々によって形成されるRLCネットワークの過度応答波形として、前記複数の相互接続部各々に転送されることを特徴とする請求項22に記載のシステム。
- 前記複数の相互接続部各々が、多重化を通じて前記複数の共振ドライバから前記複数のレシーバーへ複数ビットのデータを転送することを特徴とする請求項16に記載のシステム。
- 複数ビットのデータを転送する前記相互接続部各々が、データレートfの倍数であるスピードで動作することを特徴とする請求項24に記載のシステム。
- PLD(programmable logic device)内の一式の記憶デバイス各々に対し、周波数fの高速クロック信号を供給する手段と、
複数のイネーブル信号を搬送する手段とを備え、
前記複数のイネーブル信号各々が、周波数fとは異なる周波数によって前記一式の記憶デバイスのサブセットを選択的にイネーブルにするように、動作可能であることを特徴とするシステム。
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