JP2011526091A - クロック・ゲーティング・システム及び方法 - Google Patents
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Abstract
【選択図】図1
Description
Claims (47)
- 少なくとも一つの入力信号を受信する少なくとも一つの入力を有し、内部イネーブルノードに結合された出力を有する入力論理回路と、
前記内部イネーブルノードの論理電圧レベルを選択的に保持するように結合され、ゲートされたクロック信号(gated clock signal)に応答する少なくとも一つのスイッチング素子を含む保持回路と、
入力クロック信号、並びに前記内部イネーブルノードの前記論理電圧レベルに応答して、前記ゲートされたクロック信号を生成するゲーティング素子(gating element)と
を備えるクロック・ゲーティング回路(clock gating circuit)。 - 前記入力論理回路は、前記内部イネーブルノードを介してプルダウン回路に直列に結合されたプルアップ回路を含み、
前記プルアップ回路が、前記内部イネーブルノードを論理high電圧レベルにバイアスすることを選択的に抑制するように構成された第1分離素子と、
前記プルダウン回路が、前記内部イネーブルノードを論理low電圧レベルにバイアスすることを選択的に抑制するように構成された第2分離素子と
を更に備え、前記第1分離素子及び前記第2分離素子の少なくとも一つは、前記ゲートされたクロック信号に応答する、請求項1のクロック・ゲーティング回路。 - 前記保持回路は、前記入力クロック信号が遷移した際に、前記ゲーティング素子に関連する遅延期間に前記保持回路を介して流れる電流による前記内部イネーブルノードの論理電圧レベルの変化を防止するように構成された保持分離素子を含む、請求項1のクロック・ゲーティング回路。
- 各入力クロック信号の遷移により、9個未満のトランジスタがトグルする、請求項1のクロック・ゲーティング回路。
- 前記保持回路は、
電源に結合された第1端子、前記ゲートされたクロック信号を受信するように結合された制御端子、及び入力論理分離素子に結合された第2端子を有するpチャネル金属・酸化物・半導体(PMOS)トランジスタと、
前記PMOSトランジスタの前記第2端子に結合された第1端子を有する第1nチャネル金属・酸化物・半導体(NMOS)トランジスタと、
前記PMOSトランジスタの前記第2端子に結合された入力を有し、更に前記第1NMOSトランジスタの制御端子に結合された出力を有するインバータと、
前記第1NMOSトランジスタに結合された第1端子を有し、グランドに結合された第2端子を有する第2NMOSトランジスタと
を備え、前記第2NMOSトランジスタの制御端子は、前記入力クロック信号を受信するように結合される、請求項1のクロック・ゲーティング回路。 - 第1NMOSトランジスタの第1端子は、前記入力論理分離素子を介して前記PMOSトランジスタの前記第2端子に結合される、請求項5のクロック・ゲーティング回路。
- 前記保持回路は、
電源に結合された第1端子、前記ゲートされたクロック信号を受信するように結合された制御端子、及び入力論理分離素子に結合された第2端子を有するpチャネル金属・酸化物・半導体(PMOS)トランジスタと、
前記入力論理分離素子を介して前記PMOSトランジスタの前記第2端子に結合された第1端子を有し、グランドに結合された第2端子を有し、制御端子が前記入力クロック信号を受信するように結合されたnチャネル金属・酸化物・半導体(NMOS)トランジスタと
を備える請求項1のクロック・ゲーティング回路。 - クロック信号を受信するように結合された第1入力を有し、ゲートされたクロック信号(gated clock signal)を供給するように結合された出力を有するNAND論理回路と、
前記NAND論理回路の第2入力にイネーブル信号を供給するように結合された保持回路と
を備え、9個未満で4個以上のトランジスタが、各クロック信号遷移でトグルする、システム。 - 前記保持回路は、
電源に結合された第1端子を有し、前記ゲートされたクロック信号を受信するように結合された制御端子を有し、入力論理分離素子に結合された第2端子を有するpチャネル金属・酸化物・半導体(PMOS)トランジスタと、
前記入力論理分離素子を介して前記PMOSトランジスタの前記第2端子に結合された第1端子を有する第1nチャネル金属・酸化物・半導体(NMOS)トランジスタと、
前記PMOSトランジスタの前記第2端子に結合された入力を有し、更に前記第1NMOSトランジスタの制御端子に結合された出力を有するインバータと、
前記第1NMOSトランジスタに結合された第1端子を有し、グランドに結合された第2端子を有する第2NMOSトランジスタと
を備え、前記第2NMOSトランジスタの制御端子は、前記クロック信号を受信するように結合される、請求項8のシステム。 - 前記保持回路は、
電源に結合された第1端子を有し、前記ゲートされたクロック信号を受信するように結合された制御端子を有するpチャネル金属・酸化物・半導体(PMOS)トランジスタと、
前記PMOSトランジスタの第2端子に結合された第1端子を有する第1nチャネル金属・酸化物・半導体(NMOS)トランジスタと、
前記PMOSトランジスタの前記第2端子に結合された入力を有し、更に前記第1NMOSトランジスタの制御端子に結合された出力を有するインバータと、
前記第1NMOSトランジスタに結合された第1端子を有し、グランドに結合された第2端子を有する第2NMOSトランジスタと
を備え、前記第2NMOSトランジスタの制御端子は、前記クロック信号を受信するように結合される、請求項8のシステム。 - 少なくとも一つの入力信号を受信する少なくとも一つの入力を有し、内部イネーブルノードに結合された出力を有する入力論理回路と、
前記内部イネーブルノードの論理電圧レベルを選択的に保持するように結合され、ゲートされたクロック信号(gated clock signal)に応答する少なくとも一つのスイッチング素子を含む保持回路と、
入力クロック信号、並びに前記内部イネーブルノードの前記論理電圧レベルに応答して、前記ゲートされたクロック信号を生成するゲーティング素子(gating element)と
を備える半導体デバイスを備える装置。 - システムオンチップデバイスに集積されている、請求項11の装置。
- 前記入力論理回路、前記保持回路、及び前記ゲーティング素子は、前記半導体デバイスが集積されたコンピュータまたは通信デバイスに含まれる、請求項11の装置。
- 前記入力論理回路、前記保持回路、及び前記ゲーティング素子の4個以下のトランジスタが、各入力クロック信号の遷移によりトグルする、請求項11の装置。
- 前記保持回路は、
電源に結合された第1端子を有し、前記ゲートされたクロック信号を受信するように結合された制御端子を有し、入力論理分離素子に結合された第2端子を有する第1スイッチング素子と、
前記入力論理分離素子を介して前記第1スイッチング素子に結合された第1端子を有する第2スイッチング素子と、
前記第1スイッチング素子の第2端子に結合された入力を有し、更に前記第2スイッチング素子の制御端子に結合された出力を有するインバータと、
前記第2スイッチング素子に結合された第1端子を有し、グランドに結合された第2端子を有する第3スイッチング素子と
を備え、前記第3スイッチング素子の制御端子は、前記入力クロック信号を受信するように結合される、請求項11の装置。 - 前記第1スイッチング素子は、pチャネル金属・酸化物・半導体(PMOS)トランジスタであり、
前記第2スイッチング素子は、nチャネル金属・酸化物・半導体(NMOS)トランジスタであり、
前記第3スイッチング素子は、第2NMOSトランジスタである、請求項15の装置。 - 前記保持回路は、
電源に結合された第1端子を有し、前記ゲートされたクロック信号を受信するように結合された制御端子を有する第1電界効果トランジスタ(FET)と、
入力論理分離素子を介して前記第1FETの第2端子に結合された第1端子を有する第2FETと、
前記第1FETの前記第2端子に結合された入力を有し、更に前記第2FETの制御端子に結合された出力を有するインバータと、
前記第2FETに結合された第1端子を有し、グランドに結合された第2端子を有する第3FETと
を備え、前記第3FETの制御端子は、前記入力クロック信号を受信するように結合される、請求項11の装置。 - 前記保持回路は、
電源に結合された第1端子を有し、前記ゲートされたクロック信号を受信するように結合された制御端子を有するpチャネル金属・酸化物・半導体(PMOS)トランジスタと、
前記PMOSトランジスタの第2端子に結合された第1端子を有する第1nチャネル金属・酸化物・半導体(NMOS)トランジスタと、
前記PMOSトランジスタの前記第2端子に結合された入力を有し、更に前記第1NMOSトランジスタの制御端子に結合された出力を有するインバータと、
前記第1NMOSトランジスタに結合された第1端子を有し、グランドに結合された第2端子を有する第2NMOSトランジスタと
を備え、前記第2NMOSトランジスタの制御端子は、前記入力クロック信号を受信するように結合される、請求項11の装置。 - 前記保持回路は、
電源に結合された第1端子を有し、前記ゲートされたクロック信号を受信するように結合された制御端子を有するpチャネル金属・酸化物・半導体(PMOS)トランジスタと、
入力論理分離素子を介して前記PMOSトランジスタの第2端子に結合された第1端子を有する第1nチャネル金属・酸化物・半導体(NMOS)トランジスタと、
前記PMOSトランジスタの前記第2端子に結合された入力を有し、更に前記第1NMOSトランジスタの制御端子に結合された出力を有するインバータと、
前記第1NMOSトランジスタに結合された第1端子を有し、グランドに結合された第2端子を有する第2NMOSトランジスタと
を備え、前記第2NMOSトランジスタの制御端子は、前記入力クロック信号を受信するように結合される、請求項11の装置。 - 少なくとも一つの入力信号を受信し、内部イネーブルノードに結合された出力を提供する入力論理手段と、
前記内部イネーブルノードの論理電圧レベルを選択的に保持し、ゲートされたクロック信号(gated clock signal)に応答する少なくとも一つのスイッチング素子を含む保持手段と、
前記ゲートされたクロック信号を生成するゲーティング手段(gating means)と
を備え、前記ゲーティング手段は、入力クロック信号、並びに前記内部イネーブルノードの前記論理電圧レベルに応答する、装置。 - システムオンチップデバイスに集積されている、請求項20の装置。
- 前記装置は、コンピュータまたは通信デバイスに集積された半導体デバイスである、請求項20の装置。
- 前記保持手段は、
電源に結合された第1端子を有し、前記ゲートされたクロック信号を受信するように結合された制御端子を有する第1スイッチング手段と、
前記第1スイッチング手段の第2端子に結合された第1端子を有する第2スイッチング手段と、
前記第1スイッチング手段の前記第2端子に結合された入力を有し、更に前記第1スイッチング手段の制御端子に結合された出力を有する反転手段と、
前記第1スイッチング手段に結合された第1端子を有し、グランドに結合された第2端子を有する第3スイッチング手段と
を備え、前記第2スイッチング手段の制御端子は、前記入力クロック信号を受信するように結合される、請求項20の装置。 - 少なくとも一つの入力と、内部イネーブルノードに結合された出力とを有する入力論理回路で、少なくとも一つの入力信号を受信することと、
入力クロック信号、並びに前記内部イネーブルノードの論理電圧レベルに応答するゲーティング素子(gating element)で、ゲートされたクロック信号(gated clock signal)を生成することと、
前記ゲートされたクロック信号に応答して、前記内部イネーブルノードの前記論理電圧レベルを選択的に保持することと
を備える方法。 - 前記少なくとも一つの入力信号を受信すること、前記論理電圧レベルを選択的に保持すること、及び前記ゲートされたクロック信号を生成することは、電子デバイス内に集積されたプロセッサで実行される、請求項24の方法。
- 少なくとも一つの設計基準に基づいて、第1保持回路を有する第1クロック・ゲーティング・セルまたは第2保持回路を有する第2クロック・ゲーティング・セルのいずれかを選択すること、を更に備え、
前記第1クロック・ゲーティング・セルは、前記第2クロック・ゲーティング・セルよりも少ない、各入力クロック信号の遷移によりトグルするトランジスタを含む、請求項24の方法。 - 前記少なくとも一つの設計基準は電力消費量を含む、請求項26の方法。
- 前記少なくとも一つの設計基準は動作速度を含む、請求項26の方法。
- 前記少なくとも一つの設計基準は、前記第1クロック・ゲーティング・セルの面積または前記第2クロック・ゲーティング・セルの面積を含む、請求項26の方法。
- 前記第1クロック・ゲーティング・セルは、各入力クロック信号のトグルに応答してトグルする4個以下のトランジスタを含む、請求項26の方法。
- 前記第1保持回路の半分未満のトランジスタが、各入力クロック信号のトグルに応答してトグルする、請求項26の方法。
- 前記第1保持回路は、
電源に結合された第1端子を有し、前記ゲートされたクロック信号を受信するように結合された制御端子を有する第1電界効果トランジスタ(FET)と、
入力論理分離素子を介して前記第1FETの前記第2端子に結合された第1端子を有する第2FETと、
前記第1FETの前記第2端子に結合された入力を有し、更に前記第2FETの制御端子に結合された出力を有するインバータと、
前記第2FETに結合された第1端子を有し、グランドに結合された第2端子を有する第3FETと
を備え、前記第3FETの制御端子は、前記入力クロック信号を受信するように結合される、請求項26の方法。 - 前記第1保持回路は、
電源に結合された第1端子を有し、ゲートされたクロック信号を受信するように結合された制御端子を有するpチャネル金属・酸化物・半導体(PMOS)トランジスタと、
前記PMOSトランジスタの第2端子に結合された第1端子を有する第1nチャネル金属・酸化物・半導体(NMOS)トランジスタと、
前記PMOSトランジスタの前記第2端子に結合された入力を有し、更に前記第1NMOSトランジスタの制御端子に結合された出力を有するインバータと、
前記第1NMOSトランジスタに結合された第1端子を有し、グランドに結合された第2端子を有する第2NMOSトランジスタと
を備え、前記第2NMOSトランジスタの制御端子は、前記入力クロック信号を受信するように結合される、請求項26の方法。 - 前記第1保持回路は、
電源に結合された第1端子を有し、ゲートされたクロック信号を受信するように結合された制御端子を有するpチャネル金属・酸化物・半導体(PMOS)トランジスタと、
入力論理分離素子を介して前記PMOSトランジスタの第2端子に結合された第1端子を有する第1nチャネル金属・酸化物・半導体(NMOS)トランジスタと、
前記PMOSトランジスタの前記第2端子に結合された入力を有し、更に前記第1NMOSトランジスタの制御端子に結合された出力を有するインバータと、
前記第1NMOSトランジスタに結合された第1端子を有し、グランドに結合された第2端子を有する第2NMOSトランジスタと
を備え、前記第2NMOSトランジスタの制御端子は、前記入力クロック信号を受信するように結合される、請求項26の方法。 - 少なくとも一つの入力と、内部イネーブルノードに結合された出力とを有する入力論理回路で、少なくとも一つの入力信号を受信する第1ステップと、
入力クロック信号、並びに前記内部イネーブルノードの論理電圧レベルに応答するゲーティング素子(gating element)で、ゲートされたクロック信号(gated clock signal)を生成する第2ステップと、
前記ゲートされたクロック信号に応答して、前記内部イネーブルノードの前記論理電圧レベルを選択的に保持する第3ステップと
を備える方法。 - 前記第1ステップ、前記第2ステップ、及び前記第3ステップは、電子デバイスに集積されたプロセッサにより実行される、請求項35の方法。
- コンピュータにより実行可能な命令を記憶するコンピュータ読み取り可能な実体的な媒体であって、前記命令は、
少なくとも一つの入力信号をクロック・ゲーティング・セル(clock gating cell)の入力論理回路に供給して、前記少なくとも一つの入力信号に基づいて、ゲートされたクロック信号(gated clock signal)を生成するための、前記コンピュータによって実行可能な命令を備え、
前記入力論理回路は、内部イネーブルノードに結合された出力を有し、
前記クロック・ゲーティング・セルは、前記ゲートされたクロック信号に応答する少なくとも一つのスイッチング素子を用いて、前記内部イネーブルノードの論理電圧レベルを選択的に保持する保持回路を含み、
前記クロック・ゲーティング・セルは、入力クロック信号、並びに前記内部イネーブルノードの前記論理電圧レベルに応答して、前記ゲートされたクロック信号を生成するように構成されたゲーティング回路(gating circuit)を含む、コンピュータ読み取り可能な実体的な媒体。 - 前記命令は、通信デバイスまたはコンピュータに集積されたプロセッサにより実行可能である、請求項37のコンピュータ読み取り可能な実体的な媒体。
- 半導体デバイスの少なくとも一つの物理特性を与える設計情報を受信することと、
前記設計情報をファイルフォーマットに従うように変換することと、
前記変換された設計情報を含むデータファイルを生成することと
を備え、前記半導体デバイスは、
少なくとも一つの入力信号を受信する少なくとも一つの入力を有し、内部イネーブルノードに結合された出力を有する入力論理回路と、
前記内部イネーブルノードの論理電圧レベルを選択的に保持するように結合され、ゲートされたクロック信号(gated clock signal)に応答する少なくとも一つのスイッチング素子を含む保持回路と、
入力クロック信号、並びに前記内部イネーブルノードの前記論理電圧レベルに応答して、前記ゲートされたクロック信号を生成するゲーティング素子(gating element)と
を備える方法。 - 前記データファイルはGDSIIフォーマットを含む、請求項39の方法。
- 前記変換された設計情報に従って前記半導体デバイスを製造すること、を更に備える請求項39の方法。
- 回路基板上にパッケージされた半導体デバイスの物理的な位置情報を含む設計情報を受信することと、
前記設計情報を変換してデータファイルを生成することと
を備え、前記パッケージされた半導体デバイスは、
少なくとも一つの入力信号を受信する少なくとも一つの入力を有し、内部イネーブルノードに結合された出力を有する入力論理回路と、
前記内部イネーブルノードの論理電圧レベルを選択的に保持するように結合され、ゲートされたクロック信号(gated clock signal)に応答する少なくとも一つのスイッチング素子を含む保持回路と、
入力クロック信号、並びに前記内部イネーブルノードの前記論理電圧レベルに応答して、前記ゲートされたクロック信号を生成するゲーティング素子(gating element)と
を備える半導体構造を含む、方法。 - 前記データファイルはGERBERフォーマットを有する、請求項42の方法。
- 前記変換された設計情報に従って、前記パッケージされた半導体デバイスを受け取るように構成された前記回路基板を製造すること、を更に備える請求項42の方法。
- 前記回路基板を通信デバイスまたはコンピュータに集積すること、を更に備える請求項44の方法。
- 少なくとも一つの入力信号を受信する少なくとも一つの入力を有し、内部イネーブルノードに結合された出力を有する、クロック・ゲーティング・セル(clock gating cell)の入力論理回路と、
前記内部イネーブルノードの論理電圧レベルを選択的に保持するように結合され、前記クロック・ゲーティング・セルで生成された、ゲートされたクロック信号(gated clock signal)に応答する少なくとも一つのスイッチング素子を含む、前記クロック・ゲーティング・セルの保持回路と
を備え、前記クロック・ゲーティング・セルは、各入力クロック信号の遷移によりトグルする4個以下のトランジスタを含む、システム。 - 前記保持回路は、
電源に結合された第1端子を有し、前記ゲートされたクロック信号を受信するように結合された制御端子を有するpチャネル金属・酸化物・半導体(PMOS)トランジスタと、
前記PMOSトランジスタの第2端子に結合された第1端子を有する第1nチャネル金属・酸化物・半導体(NMOS)トランジスタと、
前記PMOSトランジスタの前記第2端子に結合された入力を有し、更に前記第1NMOSトランジスタの制御端子に結合された出力を有するインバータと、
前記第1NMOSトランジスタに結合された第1端子を有し、グランドに結合された第2端子を有する第2NMOSトランジスタと
を備え、前記第2NMOSトランジスタの制御端子は、前記入力クロック信号を受信するように結合される、請求項46のシステム。
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