JP2012516629A - 性能監視用クリティカルパス回路 - Google Patents
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Abstract
Description
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)。
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。
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。
Claims (18)
- 集積回路におけるクリティカルパス(202)中のタイミングを監視する監視回路(210、310)を含む集積回路であって、前記クリティカルパスは、目標タイミング・マージンを有し、前記監視回路は、
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(244、344/346)を有する第1のシフト・レジスタ(240、340)と、
入力部および出力部を有する第2のシフト・レジスタ(230、330)であって、前記第1および第2のシフト・レジスタの前記入力部は、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のシフト・レジスタと、
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(260、360)であって、各入力部は、前記第1および第2のシフト・レジスタの前記出力部の対応する1つに接続され、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す論理回路とを含む、集積回路。 - 前記遅延値が、所定の時間周期と前記目標タイミング・マージンとの和未満であるとき、前記論理回路は、前記目標タイミング・マージンが満足されたことを示す出力(280、380)を生成し、
前記遅延値が、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とき、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(280、380)を生成する、請求項1に記載の集積回路。 - 入力パルスが前記信号入力ノードに挿入されるとき、
(i)前記第1のシフト・レジスタは、その出力部で第1のパルスを生成し、
(ii)前記第2のシフト・レジスタは、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2に記載の集積回路。 - 前記論理回路は、XOR論理ゲートおよびNXOR論理ゲートの1つである、請求項1に記載の集積回路。
- 前記信号入力ノードに接続される出力部で前記入力信号を供給するように構成されるパルス発生器(220、320)をさらに含む、請求項1に記載の集積回路。
- 前記監視回路は、前記目標タイミング・マージンが満足されなかったことの表示により、前記クリティカルパス中にタイミングの問題が存在することが示されるように、(i)前記クリティカルパスとは十分に独立しており、(ii)前記集積回路内の監視される前記クリティカルパスの十分近くに配置される、請求項1に記載の集積回路。
- 前記第1のシフト・レジスタは、
前記信号入力ノードに接続する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、
前記第1のフリップ・フロップの前記出力部に接続する前記遅延回路と
前記遅延回路に接続する入力部を有する第2のフリップ・フロップ(248、348)とを含み、
前記第2のシフト・レジスタは、
前記信号入力ノードに接続する入力部および出力部を有する第3のフリップ・フロップ(232、332)と、
前記第3のフリップ・フロップの前記出力部に接続する入力部を有する第4のフリップ・フロップ(234、334)とを含む、請求項1に記載の集積回路。 - 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(344)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(346)とを含む、請求項7に記載の集積回路。 - 前記細密遅延検出回路は、
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8に記載の集積回路。 - 前記細密遅延検出回路は、
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9に記載の集積回路。 - 前記細密遅延検出回路は、
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10に記載の集積回路。 - 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って、前記クリティカルパスは、目標タイミング・マージンを有し、
(a)入力信号を、第1のシフト・レジスタ(240、340)を含む第1のパスと、第2のシフト・レジスタ(230、330)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)を生成することとを含む、方法。 - 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は、前記第1のパスおよび第2のパスからの出力の論理演算を行うことを含む、請求項12に記載の方法。
- 前記第1のパス中の前記入力信号が、所定の時間周期と前記目標タイミング・マージンとの和未満の時間量だけ前記第2のパス中の前記入力信号に対して遅延しているとき、前記生成出力は、前記目標タイミング・マージンが満足されたことを示し、
前記第1のパス中の前記入力信号が、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大きい時間量だけ前記第2のパス中の前記入力信号に対して遅延しているとき、前記生成出力は、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、請求項12に記載の方法。 - 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をさらに含む、請求項12に記載の方法。
- 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、請求項15に記載の方法。 - 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は、
出力信号の前記連続する対に基づいて、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16に記載の方法。 - 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って、前記クリティカルパスは、目標タイミング・マージンを有し、前記装置は、
(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)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を含む、装置。
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