JP2014510325A - 極めて大規模な集積回路のためのフロップタイプの選択 - Google Patents
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Abstract
Description
本開示は、集積回路(IC)の設計において特定のフロップ回路に関してフロップタイプ(例えばマスタースレーブフリップフロップまたはパルスフロップ)を判定する方法を対象としている。本明細書で使用されるように、用語フロップ回路(またはフロップ)は、複数の異なるタイプの記憶回路の1つを指すことができ、これには、マスタースレーブフリップフロップ、パルスフロップ、およびそうでなければ先の2つの回路の一部ではないラッチが含まれる。
次に図1に注目すると、集積回路(IC)の一実施形態のブロック図が示されている。IC100のブロック図は例示であり、本開示の特定の態様を例示することを目的としているが、但しそれは限定することは意図していないことに留意されたい。したがってIC100の実際の実装形態は、本明細書に明確に示したり、考察したりしていない構成要素を含む場合もある。
図3、5および7はそれぞれ、パルスフロップ回路の種々の実施形態を示している。図4、6および8はそれぞれ、図3、5および7のタイミングの関係をそれぞれ示している。示されるパルスフロップ回路はそれぞれ、パルスクロックに従って動作することができ、後の2つの実施形態は、50%のデューティサイクルクロックに従って動作するように構成されている。さらに本明細書で考察すべき回路実施形態はそれぞれ、min−time問題を回避するように構成されている。より詳細には考察すべき回路実施形態はそれぞれ、動作中その各々の入力ノードと出力ノードの間で全面的にトランスペアレントではないが、なおパルスフロップの機能性を与えるように構成されている。したがって本明細書で考察される種々のパルスフロップ実施形態は、高速信号伝達を必要とする用途(およびこれにより、マスタースレーブフリップフロップは適さない)において有効である場合があり、その一方で2つ以上の直列に結合されたパルスフロップ回路間で競合する信号状態を阻止する能力を与えることができる。
図9から12は、ICにおける特定のフロップに関するフロップタイプを判定するための方法および装置を対象としている。ICの設計において、どのフロップ回路がマスタースレーブフリップフロップとして動作すべきか、どのフロップ回路がパルスフロップとして動作すべきかを知ることは重要である。様々な要因を利用してこのような判定を行なうことができる。このような要因には、フロップ回路全体の遅延時間、フロップ回路間の遅延時間、上記で考察したmin−time問題の影響および所望される動作周波数が含まれる。
Claims (20)
- 集積回路(IC)の複数のフロップ回路を第1のモードで動作させるステップであって、前記複数のフロップ回路はそれぞれ、マスターラッチとスレーブラッチを有し、前記第1のモードで動作させるステップは、前記複数のフロップ回路の各々に関して、前記マスターラッチは、第1のクロック信号に従ってトランスペアレントであり、前記スレーブラッチは、第2のクロック信号に従ってトランスペアレントであり、前記マスターラッチと、前記スレーブラッチが同時にトランスペアレントにならないことを含むステップと、
前記複数のフロップ回路の各々を第2のモードで動作させるステップであって、前記第2のモードで動作させるステップは、前記複数のフロップ回路の各々に関して、前記マスターラッチをトランスペアレントに保持するステップを含み、前記スレーブラッチは、前記第2のクロック信号に従ってトランスペアレントであることを含むステップと、
前記第1のモードおよび前記第2のモードでの前記動作させるステップに基づいて、前記ICのその後の改訂に備えて、前記複数のフロップのどれをマスタースレーブフリップフロップとして動作させ、どのフロップをパルスフロップとして動作させるべきかを判定するステップとを含む方法。 - 前記ICの前記その後の改訂において、前記複数のフロップの第1のフロップはマスタースレーブフリップフロップとして動作すべきと判定するステップと、前記ICの前記その後の改訂において、前記複数のフロップの第2のフロップはパルスフロップとして動作すべきと判定するステップをさらに含む、請求項1に記載の方法。
- 前記ICの前記その後の改訂に備えて、前記複数のフロップの前記第1のフロップの前記マスターラッチのクロック入力を前記第2のクロック信号を受信するように構成するステップをさらに含む、請求項2に記載の方法。
- 前記複数のフロップの前記第1のフロップの前記マスターラッチを、前記第2のクロック信号の第1の相においてトランスペアレントになるように構成するステップと、前記スレーブラッチを前記クロック信号の第2の相においてトランスペアレントになるように構成するステップをさらに含み、前記第2の相が、前記第1の相の逆相である、請求項3に記載の方法。
- 前記複数のフロップの第1のサブセットの各々は、マスタースレーブフリップフロップとして動作すべきであり、前記複数のフロップの第2のサブセットの各々は、パルスフロップとして動作すべきと判定するステップをさらに含み、前記判定するステップが、各々のフロップに対して個別に行なわれる、請求項1に記載の方法。
- 前記第1のモードにおいて動作する際、前記第1のクロック信号および前記第2のクロック信号は、それぞれが50%未満のデューティサイクルを有するパルスクロック信号である、請求項1に記載の方法。
- 前記第2のモードにおいて動作する際、直流電流信号が、前記第1のクロック信号の所定の場所に供給され、前記第2のクロック信号は、50%未満のデューティサイクルを有するパルスクロックである、請求項1に記載の方法。
- 前記第2のクロック信号を、第1の状態にあるクロックユニットによって受信される信号に応答して第1のパルス幅で供給するステップと、前記第2のクロック信号を、第2の状態にある前記信号に応答して前記第1のパルス幅を下回る第2のパルス幅で供給するステップをさらに含む、請求項7に記載の方法。
- 第1の動作モードにおいて第1の信号パスに第1のクロック信号を伝送するように構成され、第2の動作モードにおいて前記第1の信号パスに(直流電流)信号を伝送するようにさらに構成されたクロックユニットであって、前記第1および第2の動作モードの各々において、第2の信号パスに第2のクロック信号を伝送するようにさらに構成されたクロックユニットと、
マスターステージと、スレーブステージをそれぞれ含む第1の複数のフロップ回路であって、前記第1の複数のフロップ回路のそれぞれの前記マスターステージは、前記第1の信号パスに結合された第1のクロック入力を含み、前記第1の複数のフロップ回路のそれぞれの前記スレーブステージは、前記第2の信号パスに結合された第2のクロック入力を含む第1の複数のフロップ回路とを含み、
前記第1の複数のフロップ回路の各々は、前記第1の動作モードにおいてマスタースレーブフリップフロップとして動作するように構成され、前記第1の複数のフロップ回路の各々は、前記第2の動作モードにおいてパルスフロップ回路として動作するように構成される集積回路。 - 前記クロックユニットは、前記第1の複数のフロップ回路の各々の前記マスターステージと、前記スレーブステージが、前記第1のモードで動作する際、同時にトランスペアレントにならないように前記第1および第2のクロック信号を調整するように構成される、請求項9に記載の集積回路。
- 前記クロックユニットは、第1の信号の状態に応じて、前記第2のクロック信号のパルス幅を変動させるようにさらに構成され、前記クロックユニットは、第2の信号の状態に応じて前記第1または第2の動作モードの一方を選択するようにさらに構成される、請求項9に記載の集積回路。
- 前記集積回路はさらに、第2の複数のフロップ回路を含み、前記第2の複数のフロップ回路の各々が、マスタースレーブフリップフロップ構成においてマスターラッチとして作用するように構成された第1ステージと、スレーブラッチとして作用するように構成された第2のステージとを含み、前記第1および第2ステージの各々のクロック入力はそれぞれ、前記第2のクロック信号を受信するように結合され、前記第2の複数のフロップ回路の前記第1および第2ステージは、それらが互いに同時にトランスペアレントにならないように構成される、請求項9に記載の集積回路。
- 第3の複数のフロップ回路をさらに備え、前記第3の複数のフロップ回路の各々は、単一ステージのパルスフロップである、請求項12に記載の集積回路。
- 集積回路(IC)設計のレイアウトを実施するステップであって、前記レイアウトを実施するステップが、複数のフロップの各々のマスターラッチを第1のクロック信号を受信するように構成するステップと、前記複数のフロップの各々のスレーブラッチを第2のクロック信号を受信するように構成するステップを含むステップと、
前記IC設計を実装するステップと、
前記ICを第1のモードで動作させるステップであって、そこでは前記複数のフロップの各々の前記マスターラッチは、前記第1のクロック信号に応答してトランスペアレントであり、前記複数のフロップの各々の前記スレーブラッチは、前記第2のクロック信号に応答してトランスペアレントであるステップと、
前記ICを第2のモードで動作させるステップであって、そこでは前記複数のフロップの各々の前記マスターラッチは、トランスペアレントに保持され、前記複数のフロップの各々の前記スレーブラッチは、前記第2のクロック信号に応答してトランスペアレントであるステップと、
前記第1のモードおよび前記第2のモードでの前記動作させるステップに基づいて、前記ICのその後の改訂に備えて、前記複数のフロップのどれがマスタースレーブフリップフロップとして動作すべきか、どのフロップがパルスフロップとして動作すべきかを判定するステップとを含む方法。 - 前記複数のフロップのどれがマスタースレーブフリップフロップとして動作し、どのフロップがパルスフロップとして動作すべきかの前記判定するステップは、前記複数のフロップの各々に対して個別に行なわれる、請求項14に記載の方法。
- 前記判定するステップが、前記複数のフロップのどれが、前記第2のモードでの動作中に前記ICの誤作動を引き起こしているかを判定するステップを含む、請求項14に記載の方法。
- 前記複数のフロップの選択されたフロップを、前記その後の改訂においてマスタースレーブフリップフロップとして動作するように構成するステップをさらに含み、前記その後改訂に備えて、前記複数のフロップの選択されたフロップに関するクロック接続の前記修正するステップを含んでおり、前記クロック接続の前記修正するステップは、前記複数のフロップの選択されたフロップの前記マスターラッチのクロック入力を、前記第1のクロック信号を伝送するように結合された第1の信号パスから切り離すステップと、
前記複数のフロップの前記選択されたフロップの前記マスターラッチの前記クロック入力を前記第2のクロック信号を伝送するように結合された第2の信号パスに接続するステップとをさらに含む、請求項14に記載の方法。 - 前記切り離すステップと、前記接続するステップは、金属層を変えることで、前記複数のフロップの前記選択されたフロップの前記マスターラッチの前記クロック入力が、前記その後の改訂に備えて前記第2の信号パスに結合されるステップを含む、請求項17に記載の方法。
- 前記複数のフロップの前記選択されたフロップを前記その後の改訂においてパルスフロップとして動作するように構成するステップをさらに含み、前記構成するステップが、
前記複数のフロップの前記選択されたフロップの前記マスターおよびスレーブラッチのクロック接続をその後の改訂に備えてもとのままにするステップと、
前記ICの前記その後の改訂を前記第2のモードで動作させるステップであって、前記複数のフロップの前記選択されたフロップの前記マスターラッチは、前記第2のモードでの動作中トランスペアレントのままであるステップとを含む、請求項14に記載の方法。 - 前記第2のクロック信号は、50%未満のデューティサイクルを有するパルスであり、前記第1および第2のモードでそれぞれ動作させるステップは、第1のパルス幅で供給される前記第2のクロック信号によって動作させるステップと、前記第1のパルス幅とは異なる第2のパルス幅で供給される前記第2のクロック信号によってその後動作させるステップを含む、請求項14に記載の方法。
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