JP2023527258A - Timing event detector, microelectronic circuit, and timing event detection method - Google Patents
Timing event detector, microelectronic circuit, and timing event detection method Download PDFInfo
- Publication number
- JP2023527258A JP2023527258A JP2022550116A JP2022550116A JP2023527258A JP 2023527258 A JP2023527258 A JP 2023527258A JP 2022550116 A JP2022550116 A JP 2022550116A JP 2022550116 A JP2022550116 A JP 2022550116A JP 2023527258 A JP2023527258 A JP 2023527258A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- timing event
- value
- circuit
- transistor
- stored
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
Links
- 238000001514 detection method Methods 0.000 title claims abstract description 97
- 238000004377 microelectronic Methods 0.000 title claims abstract description 26
- 230000008859 change Effects 0.000 claims abstract description 49
- 230000000295 complement effect Effects 0.000 claims abstract description 48
- 230000004044 response Effects 0.000 claims abstract description 41
- 238000000034 method Methods 0.000 claims description 22
- 238000012545 processing Methods 0.000 claims description 12
- 230000008878 coupling Effects 0.000 claims 1
- 238000010168 coupling process Methods 0.000 claims 1
- 238000005859 coupling reaction Methods 0.000 claims 1
- 230000001419 dependent effect Effects 0.000 claims 1
- 238000012544 monitoring process Methods 0.000 description 43
- 230000007704 transition Effects 0.000 description 14
- 230000000630 rising effect Effects 0.000 description 11
- 238000012360 testing method Methods 0.000 description 11
- 230000008901 benefit Effects 0.000 description 7
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 4
- XUIMIQQOPSSXEZ-UHFFFAOYSA-N Silicon Chemical compound [Si] XUIMIQQOPSSXEZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 238000013461 design Methods 0.000 description 2
- 229910052710 silicon Inorganic materials 0.000 description 2
- 239000010703 silicon Substances 0.000 description 2
- 230000001447 compensatory effect Effects 0.000 description 1
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 1
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 1
- 238000012806 monitoring device Methods 0.000 description 1
- 230000008569 process Effects 0.000 description 1
- 239000004065 semiconductor Substances 0.000 description 1
- 238000010561 standard procedure Methods 0.000 description 1
- 230000009466 transformation Effects 0.000 description 1
- 238000000844 transformation Methods 0.000 description 1
Images
Classifications
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01R—MEASURING ELECTRIC VARIABLES; MEASURING MAGNETIC VARIABLES
- G01R31/00—Arrangements for testing electric properties; Arrangements for locating electric faults; Arrangements for electrical testing characterised by what is being tested not provided for elsewhere
- G01R31/28—Testing of electronic circuits, e.g. by signal tracer
- G01R31/317—Testing of digital circuits
- G01R31/31725—Timing aspects, e.g. clock distribution, skew, propagation delay
- G01R31/31726—Synchronization, e.g. of test, clock or strobe signals; Signals in different clock domains; Generation of Vernier signals; Comparison and adjustment of the signals
-
- G—PHYSICS
- G06—COMPUTING; CALCULATING OR COUNTING
- G06F—ELECTRIC DIGITAL DATA PROCESSING
- G06F11/00—Error detection; Error correction; Monitoring
- G06F11/30—Monitoring
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01R—MEASURING ELECTRIC VARIABLES; MEASURING MAGNETIC VARIABLES
- G01R31/00—Arrangements for testing electric properties; Arrangements for locating electric faults; Arrangements for electrical testing characterised by what is being tested not provided for elsewhere
- G01R31/28—Testing of electronic circuits, e.g. by signal tracer
- G01R31/317—Testing of digital circuits
- G01R31/31703—Comparison aspects, e.g. signature analysis, comparators
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01R—MEASURING ELECTRIC VARIABLES; MEASURING MAGNETIC VARIABLES
- G01R31/00—Arrangements for testing electric properties; Arrangements for locating electric faults; Arrangements for electrical testing characterised by what is being tested not provided for elsewhere
- G01R31/28—Testing of electronic circuits, e.g. by signal tracer
- G01R31/317—Testing of digital circuits
- G01R31/31705—Debugging aspects, e.g. using test circuits for debugging, using dedicated debugging test circuits
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- General Engineering & Computer Science (AREA)
- Physics & Mathematics (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Theoretical Computer Science (AREA)
- Quality & Reliability (AREA)
- Manipulation Of Pulses (AREA)
Abstract
超小型電子回路において、デジタル値(D)は、レジスタ回路101に一時的に記憶される。トリガー信号(CKP)により定義された許容時間制限に関して、デジタル値(D)の対応する瞬間値は、瞬間値(A)とその補数値(B)を含む微分形式で記憶される。タイミングイベント検出ウィンドウ中に、記憶された瞬間値(A)がデジタル値(D)の一方向における変化の観測に応答してのみトグルされ、記憶されたその補数値(B)がデジタル値(D)の反対方向における変化の観測に応答してのみトグルされるように、記憶された瞬間値(A)又は記憶されたその補数値(B)のいずれかはトグルされる。記憶された瞬間値(A)は、記憶されたその補数値(B)と比較され、タイミングイベント観測信号(TEO)は、記憶された瞬間値(A)及び記憶されたその補数値(B)が等しくなることを示す前記比較に応答して出力105される。【選択図】図1In microelectronic circuits, digital values (D) are temporarily stored in register circuits 101 . With respect to the permissible time limit defined by the trigger signal (CKP), the corresponding instantaneous values of the digital value (D) are stored in differential form including the instantaneous value (A) and its complement (B). During the timing event detection window, the stored instantaneous value (A) is toggled only in response to the observation of a change in one direction of the digital value (D), and its stored complement value (B) is changed to the digital value (D Either the stored instantaneous value (A) or its stored complement value (B) is toggled so that it is toggled only in response to observation of a change in the opposite direction of (A). The stored instantaneous value (A) is compared to its stored complement value (B) and the timing event observation signal (TEO) is the stored instantaneous value (A) and its stored complement value (B). are output 105 in response to said comparison indicating that are equal. [Selection drawing] Fig. 1
Description
本発明は、タイミングイベントを検出する内部監視器を含む超小型電子回路の技術に関する。特に、本発明は、タイミングイベント検出回路の有利な回路要素レベルの実装に関する。 The present invention relates to the art of microelectronic circuits that include internal monitors that detect timing events. In particular, the present invention relates to an advantageous circuit element level implementation of a timing event detection circuit.
超小型電子回路における時間借用(time borrowing)とは、回路要素が後続きの段階から時間を一時的に借用できることを意味し、すなわち、同じ処理パスでの後続きの回路要素が処理中のデータを破損することなく、デジタル値を扱うことができる場合、回路要素がデジタル値を予期よりも遅く変化させることを意味する。時間借用は、例えば、AVS(Advanced Voltage Scaling)(高度な電圧スケーリング)と組み合わせられてもよく、それにより、時間借用の発生をタイミングイベントとして検出し、検出されたタイミングイベントの数が増加すると、動作電圧が増加し、その逆も同様である。検出されたタイミングイベントの数は、また、他の補償動作をトリガーし、典型的に、クロック周波数などの回路の他の動作パラメータの値の変化を促進するか、又はクロック波形を一時的に変化させることができる。 Time borrowing in microelectronic circuits means that a circuit element can temporarily borrow time from a subsequent stage, i.e. the data being processed by a subsequent circuit element in the same processing path. If the digital value can be handled without corrupting the , it means that the circuit element changes the digital value slower than expected. Time borrowing may be combined, for example, with Advanced Voltage Scaling (AVS), whereby the occurrence of time borrowing is detected as a timing event, and as the number of detected timing events increases, The operating voltage increases and vice versa. The number of timing events detected also triggers other compensatory actions, typically prompting changes in the value of other operating parameters of the circuit such as the clock frequency or temporarily changing the clock waveform. can be made
超小型電子回路の処理パスは、論理ユニットとレジスタ回路を通過することにより、レジスタ回路は、トリガー信号の立ち上がりエッジ又は立ち下がりエッジ(レジスタ回路がフリップ・フロップである場合)又はトリガー信号の高レベル又は低レベル(レジスタ回路がラッチである場合)で、前の論理ユニットの出力値を記憶する。トリガー信号のトリガーエッジ又はその他の制御イベントは、許容時間制限を定義し、この許容時間制限の前に、デジタル値がレジスタ回路のデータ入力端に現れてこそ、適切に記憶できる。許容時間制限は、必ずしもトリガーエッジの正確な瞬間ではないが、電圧レベルを変化できる有限速度などの物理的影響により、許容時間制限との何らかの関係で定義される。論理ユニットは、組み合わせ論理の要素と呼ばれてもよい。 The processing path of the microelectronic circuit passes through the logic unit and the register circuit, and the register circuit detects the rising edge or falling edge of the trigger signal (if the register circuit is a flip-flop) or the high level of the trigger signal. or low (if the register circuit is a latch) to store the output value of the previous logic unit. A trigger edge of a trigger signal or other control event defines an allowable time limit before which a digital value can appear at the data input of the register circuit before it can be properly stored. The allowable time limit is defined in some relation to the allowable time limit, not necessarily the exact instant of the trigger edge, but physical influences such as the finite speed at which the voltage level can change. A logic unit may be referred to as an element of combinatorial logic.
監視回路は、タイミングイベントを検出するために使用される。代わりに、タイミングイベント検出回路と呼ばれてもよいが、監視回路という用語は短いため、より実用的である。監視回路は、典型的に、レジスタ回路に追加されるか又は関連付けられ、タイミングイベント観測(TEO)信号を、上記許容時間制限よりも遅く行われた入力デジタル値の変化に対する応答として生成するように構成された回路要素又は機能である。実際の監視回路に加えて、超小型電子回路は、監視回路からのTEO信号を収集し、処理し、分析するORツリー及び/又は他の構造を含む必要がある。監視回路は、デジタル位相ロックループ内のエッジ検出器などの、他の用途のスタンドアロン装置として使用されてもよい。 A monitor circuit is used to detect timing events. It may alternatively be referred to as a timing event detection circuit, although the term monitor circuit is shorter and more practical. A monitoring circuit is typically added to or associated with the register circuit to generate a timing event observation (TEO) signal as a response to changes in the input digital value occurring later than the allowable time limit. A configured circuit element or function. In addition to the actual monitoring circuitry, microelectronic circuits must include OR trees and/or other structures that collect, process, and analyze the TEO signals from the monitoring circuitry. The monitoring circuit may be used as a stand-alone device for other applications, such as edge detectors in digital phase-locked loops.
監視回路の主な欠点は、回路面積及び動作電力を消費することである。多くの既知の監視回路の実装には、性能に関する妥協も伴う。 The main drawback of monitoring circuits is that they consume circuit area and operating power. Many known monitoring circuit implementations also involve performance compromises.
テスト容易性の要件のため、超小型電子回路の設計作業は更に複雑になる。DFT(Designed For Testability, or Design-For-Test)(テスト容易化設計又はテスト用設計)の概念は、超小型電子回路をテストするための特定の手順を定義する事実上の業界標準となっている。一例として、超小型電子回路に含まれるレジスタ回路を、本質的に、一連のデジタル値が一端から入力され、他端から読み取られ得るシフトレジスタとして動作する長いチェーンに選択的に結合できるはずである。このようなレジスタ回路のチェーンに既知のテストパターンを渡し、出力端でテストパターンの形式をチェックすると、チェーンにおける全てのレジスタ回路が要望どおりにそれらの状態を変化させるかどうか、又はある特定の値でスタックするレジスタ回路があるかどうか(縮退故障のテスト)が分かる。実速度故障テストは、低いクロック速度でテストパターンをゆっくりと入力し、次に、1つ以上のクロックパルスを最高動作速度で与えて、テストパターンがクロックパルスと同じ数のステップだけ機能論理速度でチェーンにおいて進むようにし、最後に、再び低いクロック速度でテストパターンをクロックアウトする。実速度テストは、意図よりも遅いレジスタ回路に関する情報を与えることができる。監視回路と時間借用能力が含まれる場合、これらもテスト可能でなければならない。 Testability requirements further complicate the task of designing microelectronic circuits. The concept of DFT (Designed For Testability, or Design-For-Test) has become a de facto industry standard defining specific procedures for testing microelectronic circuits. there is As an example, a register circuit contained in a microelectronic circuit could be selectively coupled into a long chain that essentially acts as a shift register into which a series of digital values can be input at one end and read from the other end. . Passing a known test pattern to a chain of such register circuits and checking the format of the test pattern at the output will determine whether all register circuits in the chain change their state as desired, or to a certain value. It is possible to know whether there is a register circuit that is stuck in (stuck-at fault test). Full-speed fault testing involves slowly entering a test pattern at a low clock speed, then applying one or more clock pulses at full operating speed so that the test pattern steps at the functional logic speed for as many steps as there are clock pulses. Let it progress in the chain and finally clock out the test pattern again at a lower clock speed. A speed test can give information about register circuits that are slower than intended. If supervisory circuits and time-borrowing capabilities are included, these must also be testable.
本発明は、タイミングイベント検出器、超小型電子回路、及び限られたシリコン面積しか必要とせず、限られた量の電力しか消費しないと同時に、タイミングイベントに対する監視を可能にする超小型電子回路を動作させる方法を提供することを目的とする。非常に低い動作電圧レベルでも信頼性の高い方法でタイミングイベントの検出を可能にすることを更なる目的とする。タイミングイベントの監視をDFTの標準的方法に準拠させることを更に別の目的とする。 The present invention is a timing event detector, a microelectronic circuit, and a microelectronic circuit that requires limited silicon area and consumes a limited amount of power while allowing monitoring for timing events. The goal is to provide a way to make it work. It is a further object to enable detection of timing events in a reliable manner even at very low operating voltage levels. It is a further object to conform the monitoring of timing events to the DFT standard method.
本発明の目的は、並列の一方向ラッチに基づく監視装置を使用し、そのようなラッチの出力を比較して、そのような比較の結果を外部制御信号で選択的に凍結できる比較器を監視装置に備えさせることにより達成される。 It is an object of the present invention to use a monitoring device based on parallel one-way latches to compare the outputs of such latches and monitor comparators that can selectively freeze the results of such comparisons with an external control signal. This is achieved by equipping the device.
第1の態様において、タイミングイベント観測信号(timing event observation signal)を、トリガー信号により定義された許容時間制限よりも遅く行われた、関連付けられたレジスタ回路の入力端におけるデジタル値の変化に対する応答として生成するタイミングイベント検出回路(timing event detector circuit)を提供する。前記タイミングイベント検出回路は、前記デジタル値を受信するように構成されたデータ入力端と、前記トリガー信号を受信するように構成されたクロック信号入力端と、前記タイミングイベント観測信号を出力するように構成されたタイミングイベント観測出力端と、を含む。前記タイミングイベント検出回路は、前記許容時間制限に関して、前記デジタル値の対応する瞬間値を、前記瞬間値及びその補数値を含む微分形式で記憶するように構成される。前記タイミングイベント検出回路は、前記許容時間制限に続くタイミングイベント検出ウィンドウ中に、記憶された前記瞬間値又は記憶されたその補数値の各々が、前記デジタル値のそれぞれの一方向における変化の観測に応答してのみトグルされるように、前記デジタル値の観測された変化に応答して、記憶された前記瞬間値又は記憶されたその補数値の1つをトグルするように構成される。前記タイミングイベント検出回路は、前記タイミングイベント検出ウィンドウ中に、記憶された前記瞬間値を記憶されたその補数値と比較し、記憶された前記瞬間値と記憶されたその補数値とが等しくなることを示す前記比較に応答して、前記タイミングイベント観測信号を出力するように構成される。 In a first aspect, a timing event observation signal is provided as a response to a digital value change at the input of an associated register circuit that occurs later than the allowable time limit defined by the trigger signal. A timing event detector circuit for generating is provided. The timing event detection circuit has a data input configured to receive the digital value, a clock signal input configured to receive the trigger signal, and a timing event observation signal to output. and a configured timing event observation output. The timing event detection circuit is configured to store corresponding instantaneous values of the digital values with respect to the allowable time limits in differential form including the instantaneous values and their complements. The timing event detection circuit is configured such that, during a timing event detection window following the allowable time limit, each of the stored instantaneous values or their stored complements is observed to change in a respective one direction of the digital value. It is configured to toggle one of said stored instantaneous value or its stored complement value in response to an observed change in said digital value, such that it is toggled only in response. The timing event detection circuit compares the stored instantaneous value with its stored complement value during the timing event detection window, wherein the stored instantaneous value equals its stored complement value. is configured to output the timing event observation signal in response to the comparison indicative of a.
第2の態様において、タイミングイベント観測信号を、トリガー信号により定義された許容時間制限よりも遅く行われた、関連付けられたレジスタ回路の入力端におけるデジタル値の変化に対する応答として生成するタイミングイベント検出回路を提供する。前記タイミングイベント検出回路は、前記デジタル値を受信するように構成されたデータ入力端と、前記トリガー信号を受信するように構成されたクロック信号入力端と、前記タイミングイベント観測信号を出力するように構成されたタイミングイベント観測出力端と、を含む。前記タイミングイベント検出回路は、前記許容時間制限に関して、前記デジタル値の対応する瞬間値を、前記瞬間値の2つのコピーを含む並列二重形式(parallel double form)で記憶するように構成される。前記タイミングイベント検出回路は、前記許容時間制限に続くタイミングイベント検出ウィンドウ中に、第1のコピーが前記デジタル値の一方向における変化の観測に応答してのみトグルされ、第2のコピーが前記デジタル値の反対方向における変化の観測に応答してのみトグルされるように、前記デジタル値の観測された変化に応答して、記憶された前記瞬間値のコピーの1つをトグルするように構成される。前記タイミングイベント検出回路は、前記タイミングイベント検出ウィンドウ中に、記憶された前記瞬間値のコピーを比較し、記憶された前記瞬間値のコピーが等しくなくなることを示す前記比較に応答して、前記タイミングイベント観測信号を出力するように構成される。 In a second aspect, a timing event detection circuit that produces a timing event observation signal in response to a digital value change at an input of an associated register circuit that occurs later than the allowable time limit defined by the trigger signal. I will provide a. The timing event detection circuit has a data input configured to receive the digital value, a clock signal input configured to receive the trigger signal, and a timing event observation signal to output. and a configured timing event observation output. The timing event detection circuit is configured to store corresponding instantaneous values of the digital value with respect to the allowable time limit in a parallel double form comprising two copies of the instantaneous value. The timing event detection circuit is configured such that during a timing event detection window following the allowable time limit, a first copy is toggled only in response to observation of a change in one direction of the digital value and a second copy is toggled to the digital value. configured to toggle one of the stored copies of said instantaneous value in response to an observed change in said digital value, such that it toggles only in response to an observed change in said value in the opposite direction. be. The timing event detection circuit compares stored copies of the instantaneous values during the timing event detection window and, in response to the comparison indicating that the stored copies of the instantaneous values are unequal, the timing event detection circuit. configured to output an event observation signal;
一実施形態において、前記タイミングイベント検出回路は、各々が前記データ入力端に結合されたそれぞれのラッチデータ入力端と、それぞれの出力端と、前記クロック信号入力端に結合されたそれぞれのラッチクロック入力端とを有する第1の一方向ラッチ回路及び第2の一方向ラッチ回路を含む。この種の一方向ラッチ回路は、前記トリガー信号のイネーブルパルスの開始時にその入力データを記憶し、その入力データの値が前記トリガー信号の前記イネーブルパルス中に所定の方向に変化する場合にのみ、その出力をトグルするように構成された回路要素である。これは、限られた数のトランジスタのみで特に簡単な実装を提供できるという利点を伴う。 In one embodiment, the timing event detection circuit includes a respective latch data input each coupled to the data input, a respective output, and a respective latch clock input coupled to the clock signal input. a first unidirectional latch circuit and a second unidirectional latch circuit having ends. A unidirectional latch circuit of this kind stores its input data at the beginning of an enable pulse of said trigger signal and only if the value of its input data changes in a predetermined direction during said enable pulse of said trigger signal. A circuit element configured to toggle its output. This has the advantage of providing a particularly simple implementation with only a limited number of transistors.
一実施形態において、前記第1の一方向ラッチ回路及び前記第2の一方向ラッチ回路の両方は、前記対応する入力データの値が前記一方向ラッチ回路の両方に対して同じである方向に変化する場合にのみ、それらの出力をトグルするように構成され、前記タイミングイベント検出回路は、前記データ入力端と前記第1の一方向ラッチ回路及び前記第2の一方向ラッチ回路のうちの1つとの間に、前記デジタル値の対応する瞬間値を、一方の一方向ラッチ回路における前記瞬間値及び他方の一方向ラッチ回路における前記補数値を含む前記微分形式で記憶するインバータを含む。これは、全く同様の回路要素を前記2つの一方向ラッチ回路の両方として使用して、設計を簡略化できるという利点を伴う。 In one embodiment, both the first unidirectional latch circuit and the second unidirectional latch circuit change in a direction such that the value of the corresponding input data is the same for both of the unidirectional latch circuits. and the timing event detection circuit is configured to toggle their outputs only when the timing event detection circuit is connected to the data input and one of the first unidirectional latch circuit and the second unidirectional latch circuit. between, storing the corresponding instantaneous value of said digital value in said differential form including said instantaneous value in one unidirectional latch circuit and said complement value in the other unidirectional latch circuit. This has the advantage that identical circuit elements can be used as both of the two one-way latch circuits, simplifying the design.
一実施形態において、前記デジタル値の対応する瞬間値を、前記瞬間値及びその補数値を含む微分形式で記憶することは、電圧モードCMOS論理で実装される。これは、フローティングノード及びその他の電流モード論理の欠点が回避されるという利点を伴う。 In one embodiment, storing corresponding instantaneous values of said digital values in differential form, including said instantaneous values and their complements, is implemented in voltage mode CMOS logic. This has the advantage that floating nodes and other drawbacks of current mode logic are avoided.
一実施形態において、
-前記第1の一方向ラッチ回路及び前記第2の一方向ラッチ回路の各々は、それぞれ、第1のトランジスタ、第2のトランジスタ、第4のトランジスタ、第5のトランジスタ、第6のトランジスタ、第7のトランジスタ及び第8のトランジスタを含み、前記第1のトランジスタ、前記第4のトランジスタ、前記第5のトランジスタ及び前記第7のトランジスタは、PMOSトランジスタであり、前記第2のトランジスタ、前記第6のトランジスタ及び前記第8のトランジスタは、NMOSトランジスタであり、
-前記タイミングイベント検出回路は、上側電圧レール(upper voltage rail)と、下側電圧レール(lower voltage rail)と、そのソースが前記下側電圧レールに結合され、そのゲートが前記クロック信号入力端に結合されたNMOSタイプのイネーブラートランジスタとを含み、
-前記第1の一方向ラッチ回路及び前記第2の一方向ラッチ回路の各々において、
-前記第1のトランジスタのソースは、前記上側電圧レールに結合され、
-前記第1のトランジスタのドレインは、前記第4のトランジスタのソースに結合され、
-前記第4のトランジスタのドレインは、前記第2のトランジスタのドレインに結合され、
-前記第2のトランジスタのソースは、前記イネーブラートランジスタのドレインに結合され、
-前記第1のトランジスタのゲート及び前記第2のトランジスタのゲートは、互いに結合され、それぞれの前記一方向ラッチ回路のラッチデータ入力端を構成し、
-前記第5のトランジスタのソースは、前記上側電圧レールに結合され、
-前記第5のトランジスタのドレインは、前記第6のトランジスタのドレインに結合され、
-前記第6のトランジスタのソースは、前記イネーブラートランジスタのドレインに結合され、
-前記第5のトランジスタのゲート及び第3のトランジスタのゲートは、互いに結合され、それぞれの前記一方向ラッチ回路のラッチクロック入力端を構成し、
-前記第4のトランジスタのゲート及び前記第6のトランジスタのゲートは、互いに結合され、
-前記第7のトランジスタのソースは、前記上側電圧レールに結合され、
-前記第7のトランジスタのドレインは、前記第8のトランジスタのドレインに結合され、
-前記第8のトランジスタのソースは、前記下側電圧レールに結合され、
-前記第7のトランジスタのゲート及び前記第8のトランジスタのゲートは、互いに結合され、
-前記第7のトランジスタのドレインと前記第8のトランジスタのドレインとの間の点は、前記第4のトランジスタのゲート及び前記第6のトランジスタのゲートに結合され、
-それぞれの前記一方向ラッチ回路の出力端は、前記第7のトランジスタのゲート及び前記第8のトランジスタのゲート、前記第5のトランジスタのドレイン及び前記第4のトランジスタのドレイン、ならびに前記第6のトランジスタのドレイン及び前記第2のトランジスタのドレインの結合により構成される。
In one embodiment,
- each of said first one-way latch circuit and said second one-way latch circuit comprises a first transistor, a second transistor, a fourth transistor, a fifth transistor, a sixth transistor, a third transistor, respectively; 7 transistors and an eighth transistor, wherein the first transistor, the fourth transistor, the fifth transistor and the seventh transistor are PMOS transistors; and the eighth transistor are NMOS transistors,
- said timing event detection circuit comprises an upper voltage rail and a lower voltage rail, with its source coupled to said lower voltage rail and its gate coupled to said clock signal input; a coupled NMOS type enabler transistor;
- in each of said first one-way latch circuit and said second one-way latch circuit,
- the source of the first transistor is coupled to the upper voltage rail;
- the drain of the first transistor is coupled to the source of the fourth transistor;
- the drain of the fourth transistor is coupled to the drain of the second transistor;
- the source of the second transistor is coupled to the drain of the enabler transistor;
- the gate of the first transistor and the gate of the second transistor are coupled together and constitute latch data inputs of the respective one-way latch circuits;
- the source of the fifth transistor is coupled to the upper voltage rail;
- the drain of the fifth transistor is coupled to the drain of the sixth transistor;
- the source of the sixth transistor is coupled to the drain of the enabler transistor;
- the gate of the fifth transistor and the gate of the third transistor are coupled together and constitute latch clock inputs of the respective one-way latch circuits;
- the gate of the fourth transistor and the gate of the sixth transistor are coupled together;
- the source of the seventh transistor is coupled to the upper voltage rail;
- the drain of the seventh transistor is coupled to the drain of the eighth transistor;
- the source of the eighth transistor is coupled to the lower voltage rail;
- the gate of the seventh transistor and the gate of the eighth transistor are coupled together;
- a point between the drain of the seventh transistor and the drain of the eighth transistor is coupled to the gate of the fourth transistor and the gate of the sixth transistor;
- the output of each said one-way latch circuit is connected to the gate of the seventh transistor and the gate of the eighth transistor, the drain of the fifth transistor and the drain of the fourth transistor, and the sixth transistor; It consists of the junction of the drain of a transistor and the drain of said second transistor.
これは、前記タイミングイベント検出回路が比較的少数のトランジスタで実装され、シリコン面積を節約し、消費電力を下げることができるという利点を伴う。 This has the advantage that the timing event detection circuit can be implemented with relatively few transistors, saving silicon area and lowering power consumption.
一実施形態において、前記タイミングイベント検出回路は、制御信号入力端を含み、前記トリガー信号の各パルスサイクル中の所定の瞬間で前記タイミングイベント観測信号をリセットすることにより、前記制御信号入力端における第1の制御信号値に応答し、第2の制御信号値が前記制御信号入力端に現れる期間に、前記タイミングイベント観測信号を維持することにより、前記制御信号入力端における前記第2の制御信号値に応答するように構成される。これは、前記タイミングイベント検出回路をDFTに準拠させることができるという利点を伴う。 In one embodiment, the timing event detection circuit includes a control signal input and resets the timing event observation signal at a predetermined instant during each pulse cycle of the trigger signal, thereby resetting the first detection signal at the control signal input. said second control signal value at said control signal input by maintaining said timing event observation signal during the period in which said second control signal value appears at said control signal input in response to a control signal value of one; configured to respond to This has the advantage that the timing event detection circuit can be DFT compliant.
一実施形態において、前記タイミングイベント検出回路は、検出ウィンドウの終端で記憶された前記値を固定デフォルト値にリセットするように構成され、前記検出ウィンドウの終端は、前記トリガー信号に関して定義され、前記許容時間制限の後に行われる。これは、タイミングイベントが発生する可能性がある各瞬間に監視サイクルを容易に再開始できるという利点を伴う。 In one embodiment, the timing event detection circuit is configured to reset the stored value to a fixed default value at the end of a detection window, the end of the detection window being defined with respect to the trigger signal and the permissible Done after a time limit. This comes with the advantage that the monitoring cycle can be easily restarted at each instant that a timing event may occur.
第3の態様において、論理ユニット及びレジスタ回路を含む処理パスであって、前記レジスタ回路は、トリガー信号に同期して前記論理ユニットの出力値を一時的に記憶するように構成される、処理パスを含む超小型電子回路を提供する。前記超小型電子回路は、上記種類の少なくとも1つのタイミングイベント検出回路を含み、前記タイミングイベント検出回路は、前記レジスタ回路の1つに関連付けられ、タイミングイベント観測信号を、前記トリガー信号により定義された許容時間制限よりも遅く行われた、前記関連付けられたレジスタ回路の入力端におけるデジタル値の変化に対する応答として生成するように構成される。 A processing path according to a third aspect, comprising a logic unit and a register circuit, wherein the register circuit is configured to temporarily store the output value of the logic unit in synchronization with a trigger signal. A microelectronic circuit comprising: The microelectronic circuit includes at least one timing event detection circuit of the type described above, the timing event detection circuit being associated with one of the register circuits to detect a timing event observation signal defined by the trigger signal. configured to be generated as a response to a digital value change at the input of the associated register circuit that occurs later than the permissible time limit.
第4の態様において、超小型電子回路を動作させる方法を提供する。前記方法は、
-トリガー信号に同期してデジタル値をレジスタ回路に一時的に記憶することと、
-前記トリガー信号により定義された許容時間制限に関して、前記デジタル値の対応する瞬間値を、前記瞬間値及びその補数値を含む微分形式で記憶することと、
-前記許容時間制限に続くタイミングイベント検出ウィンドウ中に、記憶された前記瞬間値又は記憶されたその補数値の各々が、前記デジタル値のそれぞれの一方向における変化の観測に応答してのみトグルされるように、記憶された前記瞬間値又は記憶されたその補数値のいずれかをトグルすることと、
-前記タイミングイベント検出ウィンドウ中に、記憶された前記瞬間値を記憶されたその補数値と比較することと、
-記憶された前記瞬間値と記憶されたその補数値とが等しくなることを示す前記比較に応答して、タイミングイベント観測信号を出力することとを含む。
In a fourth aspect, a method of operating a microelectronic circuit is provided. The method includes:
- temporarily storing the digital value in a register circuit synchronously with the trigger signal;
- with respect to the permissible time limit defined by the trigger signal, storing corresponding instantaneous values of said digital values in differential form comprising said instantaneous values and their complements;
- during a timing event detection window following said allowable time limit, each of said stored instantaneous values or their stored complement values is toggled only in response to observation of a change in said respective one direction of said digital value; toggling either the stored instantaneous value or its stored complement value as
- comparing the stored instantaneous value with its stored complement value during the timing event detection window;
- outputting a timing event observation signal in response to said comparison indicating that said stored instantaneous value and its stored complement value are equal.
第5の態様において、超小型電子回路を動作させる方法を提供する。前記方法は、
-トリガー信号に同期してデジタル値をレジスタ回路に一時的に記憶することと、
-前記トリガー信号により定義された許容時間制限に関して、前記デジタル値の対応する瞬間値を、2つのコピーに記憶することと、
-前記許容時間制限に続くタイミングイベント検出ウィンドウ中に、各コピーが前記デジタル値のそれぞれの一方向における変化の観測に応答してのみトグルされるように、前記2つのコピーのいずれかをトグルすることと、
-前記タイミングイベント検出ウィンドウ中に、前記2つのコピーを比較することと、
-前記2つのコピーが異なることを示す前記比較に応答して、タイミングイベント観測信号を出力することと、を含む。
In a fifth aspect, a method of operating a microelectronic circuit is provided. The method includes:
- temporarily storing the digital value in a register circuit synchronously with the trigger signal;
- storing in two copies the corresponding instantaneous values of said digital value with respect to the permissible time limit defined by said trigger signal;
- during a timing event detection window following said allowable time limit, toggle either of said two copies such that each copy is only toggled in response to an observation of a change in said digital value in its respective one direction; and
- comparing the two copies during the timing event detection window;
- outputting a timing event observation signal in response to said comparison indicating that said two copies are different.
本発明の更なる理解を提供し、本明細書の一部を構成するために含まれる添付の図面は、本発明の実施形態を示し、説明と共に本発明の原理を説明するのに役立つ。 The accompanying drawings, which are included to provide a further understanding of the invention and are incorporated in and constitute a part of this specification, illustrate embodiments of the invention and, together with the description, serve to explain the principles of the invention.
以下、超小型電子回路(microelectronic circuit)と、それらの設計及び動作のための方法について説明する。典型的な超小型電子回路は、複数の処理パス(processing path)に配置された複数の論理ユニット(logic unit)及びレジスタ回路(register circuit)を含む。処理パスは、デジタルデータが通過する一連の回路要素であり、デジタルデータが論理ユニットで処理され、上記処理パスでの連続する論理ユニットの間に位置したレジスタ回路に一時的に記憶される。超小型電子回路が実行するソフトウェアは、任意の所与の時間にどの処理パスをどのように使用するかを定義する。 Microelectronic circuits and methods for their design and operation are described below. A typical microelectronic circuit includes multiple logic units and register circuits arranged in multiple processing paths. A processing path is a series of circuit elements through which digital data is processed in logic units and temporarily stored in register circuits located between successive logic units in the processing path. The software that the microelectronic circuit runs defines how and which processing paths are used at any given time.
図1は、レジスタ回路101及び関連付けられた監視回路(monitor circuit)102を示す。レジスタ回路101のデータ入力端は、文字Dでマークされ、レジスタ回路101のデータ出力端は、文字Qでマークされる。レジスタ回路101及びそれに関連付けられた監視回路102は、超小型電子回路における処理パスの一部であってもよく、それにより処理パスでの前の要素がデータ入力端Dに現れるデジタル値を生成し、処理パスでの後続きの要素がデータ出力端Qに現れるデジタル値を受信する。レジスタ回路101におけるデータの一時的記憶は、略してクロック信号と呼ばれてもよいクロックパルス信号CKPに同期して行われる。クロック信号は、データの一時的記憶をトリガーすると言えるため、トリガー信号と呼ばれてもよい。監視回路102は、代替的にタイミングイベント検出回路(timing event detector circuit)と呼ばれてもよい。
FIG. 1 shows
超小型電子回路の正確な動作を保証するために、レジスタ回路101に一時的に記憶されるデジタル値のあらゆる変化は、クロック信号CKPにより定義された(又は、より一般的には、適切なトリガー信号により定義された)それぞれの許容時間制限(allowable time limit)の前に行われなければならない。例えば、クロック信号CKPの立ち上がり及び/又は立ち下がりエッジを許容時間制限として考えることが一般的であるが、例えば、半導体スイッチが非導電状態から導電状態に、又はその逆に変化するのにかかる有限時間のため、実際の許容時間制限がそのようなエッジと正確に一致しない可能性がある。この説明の目的のために、トリガー信号の形式と許容時間制限の発生との間に既知の関係が存在すると仮定するには十分である。
In order to ensure correct operation of the microelectronic circuit, any change in the digital value temporarily stored in the
監視回路102の目的は、タイミングイベント観測信号(timing event observation signal)TEOを、トリガー信号(クロック信号)CKPにより定義された許容時間制限よりも遅く行われた、関連付けられたレジスタ回路101の入力端Dにおけるデジタル値の変化に対する応答として生成するである。この目的のために、監視回路102は、デジタル値Dを受信するように構成されたデータ入力端103と、トリガー信号CKPを受信するように構成されたクロック信号入力端104と、タイミングイベント観測信号TEOを出力するように構成されたタイミングイベント観測出力端105とを含む。
The purpose of the
監視回路102は、許容時間制限に関して、デジタル値Dの対応する瞬間値を微分形式(differential form)で記憶するように構成される。これは、監視回路102が、デジタル値Dの瞬間値及びその補数値の両方を記憶するように構成されることを意味する。監視回路102の側で、実際の瞬間値は、Dとしてマークされ、補数値は、~D(波形符号D)としてマークされる。補数値~Dを生成するために、図1の監視回路102は、データ入力端103に結合されたインバータ106を含むように概略的に示される。
The
データ値D及びその補数値~Dを一時的に記憶するために使用される2つの並列の回路要素107及び108は、図1において、一方向ラッチ回路(unidirectional latch circuit)と呼ばれる。この説明の目的のために、一方向ラッチ回路は、トリガー信号のイネーブルパルス(enabling pulse)の開始時にその入力データを記憶し、トリガー信号のイネーブルパルス中にその入力データの値が所定の方向に変化する場合にのみ、その出力をトグルする(toggle)ように構成された回路要素である。一方向ラッチ回路107と108からの出力信号は、それぞれAとBとしてマークされる。簡単にするために、ここで、AとBは、直接的に、それぞれの一方向ラッチ回路107と108に最後に記憶されたデジタル値であると仮定してもよい。
The two
図1の例示的な実施形態において、クロック信号CKPは、一方向ラッチ回路107及び108の両方に対するトリガー信号として作用する。一例として、上記種類のイネーブルパルスがクロック信号CKPのアクティブパルスである(すなわちCKP=1)と仮定する。更に、一方向ラッチ回路107及び108がそれらの入力データの0->1(「0->1」は、「0から1」を表す。)の変化にのみ応答し、すなわち、それらが立ち上がり方向に一方向であると仮定する。デジタル値Dがクロック信号CKPの立ち上がりエッジで0である場合、第1の一方向ラッチ回路107は、D=0を記憶し、第2の一方向ラッチ回路108は、~D=1を記憶する。記憶された値は、それらの出力端で可視になり、すなわち、A=0及びB=1である。現在、クロック信号CKPが高いままである間にデジタル値Dが0から1に変化すると、上側の一方向ラッチ回路107は、その入力データの0->1の変化を検出するため、その記憶された値をトグルする。反対に、下側の一方向ラッチ回路108は、その入力データの1->0の変化を検出するため、その記憶された値をトグルしない。その結果、クロック信号CKPのイネーブルパルス中に発生したデジタル値Dの0->1の変化の後、一方向ラッチ回路107及び108の出力端は、A=1及びB=1である。
In the exemplary embodiment of FIG. 1, clock signal CKP acts as a trigger signal for both
別の例として、デジタル値Dがクロック信号CKPの立ち上がりエッジで1であり、アクティブクロックパルス中に0に立ち下がると仮定する以外、上記他の全ての仮定を維持することができる。したがって、第1の一方向ラッチ回路107は、最初にD=1を記憶し、第2の一方向ラッチ回路108は、~D=0を記憶した。記憶された値は、それらの出力端で再び可視になり、すなわち、A=1及びB=0である。クロック信号CKPが高いままである間にデジタル値Dが1から0に変化すると、上側の一方向ラッチ回路107は、その入力データの1->0の変化を検出するため、その記憶された値をトグルしない。下側の一方向ラッチ回路108は、その入力データの0->1の変化を検出するため、その記憶された値をトグルする。その結果、クロック信号CKPのイネーブルパルス中に発生したデジタル値Dの1->0の変化の後、一方向ラッチ回路107及び108の出力端は、再びA=1及びB=1である。
As another example, all other assumptions above can be maintained, except that digital value D is 1 on rising edges of clock signal CKP and falls to 0 during active clock pulses. Thus, the first
上記を総合すると、監視回路102は、許容時間制限に続くタイミングイベント検出ウィンドウ中に、デジタル値Dの観測された変化に応答して、記憶された瞬間値又は記憶されたその補数値の1つをトグルするように構成されると言える。上記トグルは、条件付きのものであり、タイミングイベント検出ウィンドウ中に、記憶された瞬間値又は記憶されたその補数値の各々が、デジタル値Dのそれぞれの一方向における変化の観測に応答してのみトグルされ、すなわち、記憶された値の一方が、デジタル値Dが第1の方向に変化する場合にトグルされ、記憶された値の他方が、デジタル値が第2の反対方向に変化する場合にトグルされる。
Summarizing the above, the
監視回路における比較器109は、タイミングイベント検出ウィンドウ中に、記憶された瞬間値を記憶されたその補数値と比較する能力を表す。以上で説明したように、タイミングイベント検出ウィンドウ中にデジタル値Dの対応する変化があると、瞬間値とその補数値の1つは、タイミングイベント検出ウィンドウ中にトグルされ得る。出力TEOは、比較器109からのものであり、比較器109は、記憶された瞬間値と記憶されたその補数値が等しくなることを示す比較に応答して、タイミングイベント観測信号を生成する。
監視回路102の動作は、一方向ラッチ回路107及び108がそれらの入力データの1->0の変化にのみ応答し、すなわち、それらが立ち下がり方向に一方向である別の例においても本質的に同じラインに従う。この場合、デジタル値Dがクロック信号CKPの立ち上がりエッジで0である場合、第1の一方向ラッチ回路107は、再びD=0を記憶し、第2の一方向ラッチ回路108は、~D=1を記憶するため、最初にA=0であり、B=1である。現在、クロック信号CKPが高いままである間にデジタル値Dが0から1に変化すると、上側の一方向ラッチ回路107は、その入力データの0->1の変化を検出するため、その記憶された値をトグルしない。反対に、下側の一方向ラッチ回路108は、その入力データの1->0の変化を検出するため、その記憶された値をトグルする。その結果、クロック信号CKPのイネーブルパルス中に発生したデジタル値Dの0->1の変化の後、一方向ラッチ回路107及び108の出力端は、A=0及びB=0である。タイミングイベント検出ウィンドウ中に、デジタル値Dがクロック信号CKPの立ち上がりエッジで1であり、次に0に変化した場合、どのように同じ結果を達成するかを簡単に示す。
The operation of
図2は、図1と多くの特徴を共有する別の例を示す。しかしながら、一方向ラッチ回路207及び208は、それらの入力データの異なる方向における変化に応答するため、第2の一方向ラッチ回路208での波形符号(~)の使用は省略される。データ入力端103と一方向ラッチ回路207及び208のいずれかの入力端との間にインバータは存在しない。したがって、図2の監視回路202は、許容時間制限に関して、デジタル値Dの対応する瞬間値を、瞬間値の2つのコピーを含む並列二重形式で記憶するように構成され、一方のコピーが第1の一方向ラッチ回路207にあり、他方のコピーが第2の一方向ラッチ回路208にある。
FIG. 2 shows another example that shares many features with FIG. However, the use of the tilde (~) in the second
一方向ラッチ回路207と208の相互に逆の反応能力により、監視回路202は、許容時間制限に続くタイミングイベント検出ウィンドウ中に、デジタル値Dの観測された変化に応答して、記憶された瞬間値の上記コピーの1つをトグルするように構成される。第1の一方向ラッチ回路207に記憶された第1のコピーは、デジタル値Dの一方向における変化の観測に応答してのみトグルされる。第2の一方向ラッチ回路208に記憶された第2のコピーは、デジタル値の反対方向における変化の観測に応答してのみトグルされる。
Due to the inverse reaction capability of one-
一例として、デジタル値Dがクロック信号CKPの立ち上がりエッジでD=0であると仮定する。タイミングイベント検出ウィンドウの開始時に、この同じ値が一方向ラッチ回路207及び208の両方に記憶され、それらの出力端に現れ、すなわち、A=B=0である。第1の一方向ラッチ回路207がその入力データの0->1の変化に応答するものであり、1つの変化がタイミングイベント検出ウィンドウ中に発生した場合、結果は、A=1及びB=0となる。デジタル値Dがクロック信号CKPの立ち上がりエッジでD=1であり、最初にA=B=1であり、次に、タイミングイベント検出ウィンドウ中にデジタル値Dの1->0の変化が発生した場合、結果は、A=1及びB=0となる。配置は入力に関して対称であるため、一方向ラッチ回路207及び208の応答方向が切り替えられた更なる例を考えることは、容易である。
As an example, assume that digital value D is D=0 at the rising edge of clock signal CKP. At the beginning of the timing event detection window, this same value is stored in both
図2の実施形態において、監視回路202は、比較器209を使用して、タイミングイベント検出ウィンドウ中に、記憶された瞬間値のコピーを比較するように構成される。記憶された瞬間値のコピーが等しくなくなることを示す比較に応答して、タイミングイベント観測信号TEOを出力するように構成される。
In the embodiment of FIG. 2,
以上で説明した機能は、デジタル回路で一般的であるように、一方向ラッチ回路107、108、207及び208とは異なる回路要素でも実際に実装されてもよく、必要な機能を教えた後、例えば、信号の極性、結果として生じるインバータ、適切に選択された論理ゲートなどの回路要素を使用する必要性の方で異なるいくつかの代替的な実装を提示することは、当業者の能力の範囲内であり得る。
The functions described above may actually be implemented in circuit elements other than the one-
図1及び図2は、トリガー信号(すなわち、クロック信号CKP)又はその何らかの導関数、及び比較を行う監視回路の一部を用いる可能性を示す。これにより、例えば、比較動作とタイミングイベント検出信号の既知の特徴との厳密な同期を保証するという利点をもたらす。一例として、一方向ラッチ回路107、108、207及び208のような回路要素におけるデジタル値のコピー及び可能な補数値の一時的な記憶(及び、選択した反応方向に依存する可能なトグル)がクロック信号CKPのアクティブパルスの全期間にわたって行われても、比較のために、別個でやや短いクロックパルスを構築することが有利であり得る。これにより、タイミングイベント観測信号の実際の生成をクロック信号のアクティブパルスの一部のみに集中させることができる。言い換えれば、実際のタイミングイベント検出ウィンドウは、クロック信号CKPのアクティブパルスとは異なる方法で区切ることができる。
Figures 1 and 2 show the possibility of using a trigger signal (ie the clock signal CKP) or some derivative thereof and part of the monitoring circuit that performs the comparison. This provides the advantage, for example, of ensuring tight synchronization of the comparison operation with known characteristics of the timing event detection signal. As an example, a copy of the digital value and possible temporary storage of the complement value (and possible toggle depending on the selected reaction direction) in circuit elements such as one-
図1及び図2は、また、他の種類の制御信号を監視回路に向け、特に比較を行い、タイミングイベント観測信号を生成する監視回路の一部に向ける可能性を示す。制御信号入力端110は、そのような他の種類の制御信号のために使用され得る。そのような他の種類の制御信号の例とそれらの使用については、このテキストの後で詳細に説明する。
Figures 1 and 2 also show the possibility of directing other kinds of control signals to the monitoring circuit, in particular the part of the monitoring circuit that performs the comparison and generates the timing event observation signal.
図3は、タイミングイベント検出回路とも呼ばれる監視回路の例を示し、第1の一方向ラッチ回路107及び第2の一方向ラッチ回路108の両方は、対応する入力データの値が一方向ラッチ回路の両方に対して同じである方向に変化する場合にのみ、それらの出力をトグルするように構成される。図3の監視回路は、データ入力端103と、第1の一方向ラッチ回路107及び第2の一方向ラッチ回路108のうちの1つとの間にインバータ106を備える。したがって、図3の監視回路は、図1を参照して以上で説明したものと同様の機能を実装し、デジタル値Dの瞬間値を、第1の一方向ラッチ回路107における瞬間値Dそのもの及び第2の一方向ラッチ回路108におけるその補数値~Dを含む微分形式で記憶する。
FIG. 3 shows an example of a monitoring circuit, also called a timing event detection circuit, in which both the first
第1の一方向ラッチ回路107及び第2の一方向ラッチ回路108について選択された詳細な構造は、一方向ラッチ回路の入力がORゲートの一方の入力になるようなものである。ORゲートの出力は、NANDゲートの一方の入力になり、NANDゲートの他方の入力は、クロック信号CKPからのものである。NANDゲートの出力は、一方向ラッチ回路の出力を構成する。ORゲートの他方の入力はその反転バージョンである。このタイプの一方向ラッチ回路は、その入力の0->1の変化にのみ反応する。なお、この種の一方向ラッチ回路の出力は、実際には、それがクロック信号CKPの立ち上がりエッジで読み込んだデジタル値の逆数であるが、これは、本明細書での議論に対して意味がなく、その理由として、以下の比較は、どんな場合でも2つの比較された値が同じであるかどうかにのみ敏感である。
The detailed structure chosen for the first
図4は、図3の監視回路の動作を状態図の形式で示す。クロックパルスCKPの立ち上がりエッジの前に、回路は、最左側の状態401にあり、ここでA=1、B=1及びTEO=0である。アクティブになるクロックパルス(CKP)は、デジタル信号Dの値に応じて、状態402又は状態403への移行を引き起こし、値D=0(~Dとマークされる)は、状態402への移行を引き起こし、値D=1(Dとマークされる)は、状態403への移行を引き起こす。以上で説明したように、図3の一方向ラッチ回路107及び108のために選択された特定の構造は、それらの出力をそれらの入力に対して反転させるため、状態402では、A=1、B=0及びTEO=0であり、状態403では、A=0、B=1及びTEO=0である。
FIG. 4 illustrates in state diagram form the operation of the monitoring circuit of FIG. Prior to the rising edge of clock pulse CKP, the circuit is in the
現在、クロック信号CKPが依然としてアクティブである間にデジタル値Dが変化すると、状態404への更なる移行が行われる。上側の中間状態402は、アクティブクロックパルスの開始時にデジタル信号がD=0であるという結果であったため、CKP=1である間にデジタル値Dが1に変化すると、状態402から最右側の状態404への移行が発生する。同様に、下側の中間状態403は、アクティブクロックパルスの開始時にデジタル信号がD=1であるという結果であったため、CKP=1である間にデジタル値Dが0に変化すると、状態403から最右側の状態404への移行が発生する。どんな場合でも、状態404では、A=B=0であり、その結果、比較器109はTEO=1を設定する。
A further transition to
図3でTMTEOH(Test Mode; Timing Event Observation; High)(テストモード、タイミングイベント観測、高い)とラベル付けされたラインは、その存在の可能性について簡単に上述された種類の制御信号の例である。それは、また、図3の回路がDFTに準拠することの表現である。TMTEOHの値が低い場合、TEO信号は、各クロックパルスの立ち下がりエッジでTEO=0にリセットされる。しかしながら、TMTEOHの値が高い場合、一度TEO=1に設定されたTEO信号は、クロック信号CKPが低くなると同時に制御信号TMTEOHが低くなるまで、そのまま維持する。これらの可能性の両方は、図4に、~CKP&~TMTEOH(これは、CKP=0及びTMTEOH=0が同時に発生することを意味する)の条件下で行われる状態404から最初の状態401への移行により表される。
The line labeled TMTEOH (Test Mode; Timing Event Observation; High) in FIG. 3 is an example of a control signal of the type briefly described above for its possible presence. be. It is also a representation that the circuit of FIG. 3 is DFT compliant. If the value of TMTEOH is low, the TEO signal is reset to TEO=0 on the falling edge of each clock pulse. However, if the value of TMTEOH is high, the TEO signal once set to TEO=1 will remain so until the control signal TMTEOH goes low at the same time as the clock signal CKP goes low. Both of these possibilities are illustrated in FIG. 4 from
TMTEOHの値への依存性は、一般化することができ、監視回路は、トリガー信号の各パルスサイクル中の所定の瞬間でタイミングイベント観測信号をリセットすることにより、その制御信号入力端110における第1の制御信号値に応答するように構成される。監視回路は、また、制御信号入力端における第2の制御信号値が制御信号入力端に現れる期間に、タイミングイベント観測信号を維持することにより、第2の制御信号値に応答するように構成される。 The dependence on the value of TMTEOH can be generalized so that the monitoring circuit resets the timing event observation signal at a predetermined instant during each pulse cycle of the trigger signal, thereby resetting the first It is configured to respond to a control signal value of one. The monitor circuit is also configured to respond to the second control signal value at the control signal input by maintaining the timing event observation signal during the period in which the second control signal value appears at the control signal input. be.
図5及び図6は、ある場合における信号タイミングの例を示し、監視回路が上記図3に示した種類のものであると仮定する。 5 and 6 show examples of signal timing in one case, assuming that the monitoring circuit is of the type shown in FIG. 3 above.
図5では、瞬間501と502に開始するアクティブクロックパルスの後に、デジタル値Dがタイムリーに変化したため、A値とB値が等しくない状態は、それぞれのアクティブクロックパルスの期間全体にわたって維持される。瞬間503に別のクロックパルスが開始するが、デジタル信号Dの変化は、わずかに遅れて瞬間504に発生する。デジタル信号Dの変化が0->1であるため、第1の一方向ラッチ回路がトグルするが、第2の一方向ラッチ回路がトグルせず、その結果、A=B=0となり、次にTEO信号が高くなる。図5にTMTEOH信号が存在しないため、TEO信号は、クロック信号CKPの各立ち下がりエッジでTEO=0にリセットされる。デジタル値Dの遅れて達成する変化が1->0であるため、第1の一方向ラッチ回路がトグルしないが、第2の一方向ラッチ回路がトグルする以外、同様のイベントサイクルは瞬間505及び506に続く。もちろん、結果は、再びA=B=0となり、次にTEO信号が高くなる。
In FIG. 5, the digital value D changed in a timely manner after the active clock pulses starting at
TMTEOH信号(現在、存在している)が低いままであるため、図6の瞬間601、602、603及び604でのイベントサイクルは、図5の瞬間503、504、505及び506でのイベントサイクルと同様である。瞬間605の前に、TMTEOH信号は高くなる。デジタル値Dの遅い変化が瞬間606に達成すると、最初の結果は、瞬間602と同様にA=0、B=0及びTEO=1である。しかしながら、TMTEOHの高い値が有効である限り、TEO信号のいかなる更なる変化も防止されるため、瞬間608にもタイミングイベントが発生するかどうかは、実際に重要ではない。図6の例において、TMTEOH信号は、瞬間609にクロック信号CKPの立ち下がりエッジの前に最終的に低くなり、その結果、瞬間609にTEO信号がリセットされる。
The event cycles at
いわゆる標準セルの実装を使用して、その機能を通常の論理ゲートの組み合わせとして提示することに注意深く従い、任意の超小型電子回路のトランジスタレベルの実装を構築することができる。標準セルは、ブール論理関数(例えば、AND、OR、XOR、XNOR、インバータ)又は記憶機能(フリップフロップ又はラッチ)を提供する、トランジスタ及び相互接続構造のグループである。様々な加算器、多重化フリップ・フロップなどのより複雑なセルを使用することができるが、最も簡単なセルは、基本的なNAND、NOR及びXORブール関数の直接的な表現である。 Using a so-called standard cell implementation, one can build a transistor-level implementation of any microelectronic circuit, carefully following the presentation of its functionality as a combination of ordinary logic gates. A standard cell is a group of transistors and interconnect structures that provide a Boolean logic function (eg, AND, OR, XOR, XNOR, inverter) or storage function (flip-flop or latch). More complex cells such as various adders, multiplexed flip-flops, etc. can be used, but the simplest cells are direct representations of the basic NAND, NOR and XOR Boolean functions.
図7は、図1及び図3~図6を参照して以上で説明したものと同様の機能を、標準セルの実装なしで実際にどのように実装できるかの例を示す。比較のために、図3に示すような論理ゲートの広く使用される標準セルのCMOS実装は、インバータ用の2つのトランジスタと、NANDゲート用の4つのトランジスタと、ORゲート用の6つのトランジスタとを含んでもよい。このような標準セルの実装を使用すると、図3の回路には40個のトランジスタを用いる必要がある。図7の実装例は、27個のトランジスタしか含まない。 FIG. 7 shows an example of how functionality similar to that described above with reference to FIGS. 1 and 3-6 can be implemented in practice without the implementation of standard cells. For comparison, a widely used standard cell CMOS implementation of a logic gate as shown in FIG. may include Using such a standard cell implementation, the circuit of FIG. 3 would require the use of 40 transistors. The implementation of FIG. 7 includes only 27 transistors.
図7の上側電圧レールVDDと下側電圧レールVSSとの間の2つのトランジスタM9及びM10は、デジタル値Dの補数値~Dを生成するインバータ106を構成する。そのため、この構成は、インバータの標準セルのCMOS実装であるものに従い、とにかく2つのトランジスタしか必要としない。
Two transistors M9 and M10 between the upper voltage rail VDD and the lower voltage rail VSS in FIG. 7 form an
トランジスタM3が一方向ラッチ回路107及び108の両方に対して共通することに注意すると、一方向ラッチ回路107及び108のトランジスタレベルの実装は、図7において同じである。そのソースが下側電圧レールVSSに結合されたトランジスタM3は、そのゲートにおけるクロック信号CKPの高い値が一方向ラッチ回路107及び108のアクティブ動作を可能にするため、イネーブラートランジスタ(enabler transistor)と呼ばれてもよい。同様に、第1の一方向ラッチ回路107におけるトランジスタM5及び第2の一方向ラッチ回路108におけるトランジスタM15は、それらのゲートにおけるクロック信号CKPの低い値が、それぞれの出力端(第1の一方向ラッチ回路107においてAであり、第2の一方向ラッチ回路108においてBである)を高電圧レールVDDに直接的に接続し、トランジスタM8又はM18をそれぞれ導電させることによりそれぞれの一方向ラッチ回路を無効化するため、ディスエーブラートランジスタ又はリセットトランジスタ(disabler or reset transistor)と呼ばれてもよい。完全性のために、一方向ラッチ回路の示されたCMOS実装は、図7の第1の一方向ラッチ回路107を参照して以下に説明される。
Noting that transistor M3 is common to both
PMOS M1のソースは、高電圧レールVDDに結合される。M1のドレインは、PMOS M4のソースに結合され、PMOS M4のドレインは、NMOS M2のドレインに結合され、NMOS M2のソースは、イネーブラーNMOS M3のドレインに結合される。M1のゲート及びM2のゲートは、互いに結合され、一方向ラッチ回路のデータ入力端を構成する。PMOS M5のソースは、VDDに結合される。M5のドレインは、NMOS M6のドレインに結合され、NMOS M6のソースは、イネーブラーNMOS M3のドレインに結合される。M5のゲート及びM3のゲートは、互いに結合され、一方向ラッチ回路のクロック入力端を構成する。M4のゲート及びM6のゲートは、互いに結合される。PMOS M7のソースは、VDDに結合される。M7のドレインは、NMOS M8のドレインに結合され、NMOS M8のソースは、VSSに結合される。M7のゲート及びM8のゲートは、互いに結合される。M7のドレインとM8のドレインとの間の点は、M4のゲート及びM6のゲートに結合される。一方向ラッチ回路の出力端は、M7のゲート及びM8のゲート、M5のドレイン及びM4のドレイン、ならびにM6のドレイン及びM2のドレインの結合により構成される。 The source of PMOS M1 is coupled to the high voltage rail VDD. The drain of M1 is coupled to the source of PMOS M4, the drain of PMOS M4 is coupled to the drain of NMOS M2, and the source of NMOS M2 is coupled to the drain of enabler NMOS M3. The gates of M1 and M2 are coupled together to form the data input of the unidirectional latch circuit. The source of PMOS M5 is coupled to VDD. The drain of M5 is coupled to the drain of NMOS M6, and the source of NMOS M6 is coupled to the drain of enabler NMOS M3. The gates of M5 and M3 are coupled together to form the clock input of the one-way latch circuit. The gates of M4 and M6 are tied together. The source of PMOS M7 is coupled to VDD. The drain of M7 is coupled to the drain of NMOS M8 and the source of NMOS M8 is coupled to VSS. The gates of M7 and M8 are tied together. A point between the drains of M7 and M8 is coupled to the gates of M4 and M6. The output of the unidirectional latch circuit is formed by the combination of the gates of M7 and M8, the drains of M5 and M4, and the drains of M6 and M2.
完全性のために、比較器109の示されたCMOS実装は、以下に説明される。PMOS M21、M22、M25及びM28のソースは、VDDに結合される。NMOS M24及びM27のソースは、VSSに結合される。M21のゲート及びM24のゲートは、互いに結合され、比較器109のTMTEOH制御入力端を構成する。M21のドレイン及びM22のドレインは、それぞれM25のゲート及びM27のゲートに結合され、NMOS M23のドレインに結合される。M22のゲート及びM23のゲートは、互いに結合される。M23のソースは、M24のドレインに結合される。M25のドレインは、NMOS M26のドレインに結合される。M28のドレインは、PMOS M29のソースに結合される。M29のドレインは、NMOS M30のドレインに結合される。M26のソース及びM30のソースは、M27のドレインに結合される。M28のゲート及びM26のゲートは、互いに結合され、比較器109の第1のデータ入力端Aを構成する。M29のゲート及びM30のゲートは、互いに結合され、比較器109の第2のデータ入力端Bを構成する。比較器109のTEO出力端は、M29のドレイン及びM25のドレイン、M30のドレイン及びM26のドレイン、ならびにM22のゲート及びM23のゲートの接続により構成される。
For completeness, the illustrated CMOS implementation of
デジタル値Dを、瞬間値及びその補数値を含む微分形式で記憶することは、図7の電圧モードCMOS論理で実装される。比較について、図8は、電流モード論理を使用して、クロック信号CLKの立ち上がりエッジでデジタル値Dを微分形式で記憶する、WO2018/193150として公開された以前の特許出願番号PCT/FI2017/050290から知られている種類の監視回路を示す。また、図8の従来技術の実装では、記憶された瞬間値もその補数値も、クロック信号CLKのアクティブパルス中に変化(「トグル」)できず、それらがクロック信号の立ち上がりエッジでVC1とVC2として記憶され、どちらも、クロック信号CLKのアクティブパルスが終了するまで一定のままであるという根本的な違いがある。クロック信号CLKのアクティブパルス中のタイミングイベントの実際の検出は、記憶された補数値VC2を監視回路の入力端における実際のデジタル値Dと比較するXNORゲート801で行われる。この両者が等しくなる場合、実際のデジタル値Dがアクティブクロックパルスの開始時から変化したことを意味し、タイミングイベントを示す。
Storing the digital value D in differential form, including the instantaneous value and its complement, is implemented in voltage-mode CMOS logic in FIG. For comparison, FIG. 8 is from a previous patent application no. 1 shows a known type of supervisory circuit; Also, in the prior art implementation of FIG. 8, neither the stored instantaneous value nor its complement value can change ("toggle") during the active pulse of the clock signal CLK; , with the fundamental difference that both remain constant until the end of the active pulse of the clock signal CLK. The actual detection of the timing event during the active pulse of the clock signal CLK is done in an
図7で使用される電圧モード論理は、図8の電流モード論理よりも本質的に信頼性が高く、その理由は、後者がフローティングノードを含むことであり、図8では、クロック信号CLKが低いとき、ノード802及び803は、デジタル値Dとは無関係にフローティングする。CLK及びDの両方が高いとき、ノード802はフローティングし、CLKが高く、Dが低いとき、ノード803はフローティングする。特に、非常に低い電圧で動作させようとすると、フローティングノードは、リークのため、望ましくない論理状態をもたらす可能性がある。
The voltage-mode logic used in FIG. 7 is inherently more reliable than the current-mode logic of FIG. 8 because the latter includes floating nodes and in FIG. 8 the clock signal CLK is low. ,
Dの瞬間値及びその補数値を記憶する一方向ラッチ回路が使用されると、図7の実装は、標準ラッチ回路が使用される場合よりも少ないトランジスタを必要とする。例えば、第1の一方向ラッチ回路107を考えると、標準ラッチ回路と比較して、トランジスタM1、M2及びM3により形成されたインバータの出力端から出力端Aへのプルアップネットワーク接続を備えない。また、ラッチ回路の一方向機能により、検出されたタイミングイベントの場合にTEO信号を有効にすることをタスクとする回路のトランジスタの総数を減少させることができる。比較について、総数として、XOR又はXNORゲートのCMOS実装のために11個のトランジスタを必要とし(例えば、テキサス・インスツルメンツの広く使用される論理回路CD4070B及びCD4077Bに)、2入力ANDゲートのCMOS実装のために12個のトランジスタを必要とし(例えば、テキサス・インスツルメンツの回路CD4081Bに)、インバータために2つのトランジスタを必要とすると、図8の回路の実装には、49個もの数のトランジスタを必要とする。これは、このテキストの前に40個のトランジスタがあると計算される図3の機能の標準セルの実装よりも多い。当然のことながら、図7の27個のトランジスタの実装は、トランジスタの総数の点で更に効率的である。
If a one-way latch circuit is used that stores the instantaneous value of D and its complement, the implementation of FIG. 7 requires fewer transistors than if a standard latch circuit were used. For example, considering the first
図9は、図1及び図3~図7を参照して以上で与えられた説明に対応する方法の実施形態を示す。方法の開始点として、図9は、ステップ901で検出ウィンドウを開くことを示す。検出ウィンドウは、タイミングイベントの監視タスクに関し、次に、トリガー信号に同期して、デジタル値をレジスタ回路に一時的に記憶することに関連付けられる。デジタル値の一時的な記憶は、ステップ901で検出ウィンドウを開く前に行われるべきである。検出ウィンドウが開かれた後、すなわち検出ウィンドウが開いている間のデジタル値の変化は、タイミングイベントを表す。厳密に言うと、タイミングイベントとは、トリガー信号により定義された許容時間制限よりも遅いデジタル値の変化である。
FIG. 9 illustrates a method embodiment corresponding to the description given above with reference to FIGS. 1 and 3-7. As a starting point for the method, FIG. 9 shows opening a detection window at
ステップ902及び903により示されるように、この方法は、トリガー信号により定義された許容時間制限に関して、デジタル値の対応する瞬間値を、瞬間値(ステップ902)及びその補数値(ステップ903)を含む微分形式で記憶することを含む。ステップ904及び905でのチェックは、所定の方向における変化を監視することを含む。1つが検出された場合にのみ、対応する記憶された値を、ステップ906又はステップ907のいずれかで対応してトグルする。方法のこの部分は、許容時間制限に続くタイミングイベント検出ウィンドウ中に、上記記憶された瞬間値又は記憶されたその補数値の各々が、デジタル値のそれぞれの一方向における変化の観測に応答してのみトグルされるように、上記記憶された瞬間値又は記憶されたその補数値のいずれかをトグルすることを特徴とすることができる。
As indicated by
ステップ908で表すように、依然としてタイミングイベント検出ウィンドウ中に、記憶された瞬間値を記憶された補数値と比較する。これまでこの検出ウィンドウ中にタイミングイベントが発生しないが、検出ウィンドウが依然として開いている場合、ステップ910を介して監視ステップ904及び905への移行が発生する。ステップ908で肯定的な結果であれば、記憶された値の1つだけがトグルされ、値が等しくなることを意味する。ステップ909で表すように、この方法は、記憶された瞬間値と記憶されたその補数値が等しくなることを示すステップ908の比較に応答して、タイミングイベント観測信号を出力することを含む。
Still during the timing event detection window, the stored instantaneous value is compared to the stored complement value, as represented by
図9の方法は、ステップ909でTEO信号を有効にした後の任意の時間に、又はステップ910の肯定的な結論として検出ウィンドウの終了が見出されたため、ステップ911で検出ウィンドウが閉じるときに終了する。可能な追加として、図9に示すように、ステップ912で制御信号(ここではTMTEOH信号と呼ばれる)がアクティブであるかどうかをチェックする。制御信号がアクティブでなければ、次の検出ウィンドウの開始時にステップ901に戻る前に、ステップ913でTEO信号をリセットする。制御信号がアクティブであれば、TEO信号をリセットせずにステップ901に戻る。
The method of FIG. 9 can be implemented any time after enabling the TEO signal in
図10は、図2を参照して以上で与えられた説明に対応する方法の実施形態を示す。図10の方法は、多くの点で図9の方法と同様であるが、記憶段階と比較段階に関する違いがある。記憶ステップ1002及び1003は、トリガー信号により定義された許容時間制限に関して、デジタル値の対応する瞬間値を2つのコピーで記憶することを含む。監視ステップ1004及び1005は、そのうちの一方が一方の方向における変化を監視し、他方が他方の反対方向における変化を監視するという意味で、互いに補完するものである。これらの監視ステップとそれらに関連するトグルステップ906及び907は、許容時間制限に続くタイミングイベント検出ウィンドウ中に、各コピーがデジタル値のそれぞれ一方向における変化の観測に応答してのみトグルされるように、2つのコピーのいずれかをトグルすることを特徴とすることができる。ステップ1008及び909は、タイミングイベント検出ウィンドウ中に、2つのコピーを比較することと、記憶された瞬間値と記憶されたその補数値が異なることを示す上記比較に応答してタイミングイベント観測信号を出力することとを含む。
FIG. 10 illustrates a method embodiment corresponding to the description given above with reference to FIG. The method of FIG. 10 is similar in many respects to the method of FIG. 9, but there are differences regarding the storage and comparison stages. Storing
当業者には、技術の進歩に伴い、本発明の基本概念を様々な方法で実装することができることが明らかである。論理回路に典型的な特徴は、必要とされる可能な反転及び論理変換を考慮して、論理機能を、構造的に異なるが操作的に同等である機能に置き換えることができることである。したがって、本発明及びその実施形態は、上述の例に限定されず、代わりに、特許請求の範囲内で変更することができる。 It is obvious to a person skilled in the art that as technology advances, the basic idea of the invention can be implemented in various ways. A typical feature of logic circuits is the ability to replace logic functions with structurally different but operationally equivalent functions, taking into account the possible inversions and logic transformations required. The invention and its embodiments are thus not limited to the examples described above, but instead may vary within the scope of the claims.
Claims (11)
-前記デジタル値(D)を受信するように構成されたデータ入力端(103)と、
-前記トリガー信号(CKP)を受信するように構成されたクロック信号入力端(104)と、
-前記タイミングイベント観測信号(TEO)を出力するように構成されたタイミングイベント観測出力端(105)と、を含む、タイミングイベント検出回路(102)であって、
-前記タイミングイベント検出回路(102)は、前記許容時間制限に関して、前記デジタル値(D)の対応する瞬間値を、前記瞬間値(A)及びその補数値(B)を含む微分形式で記憶するように構成され、
-前記タイミングイベント検出回路(102)は、前記許容時間制限に続くタイミングイベント検出ウィンドウ中に、記憶された前記瞬間値(A)又は記憶されたその補数値(B)の各々が、前記デジタル値(D)のそれぞれの一方向における変化の観測に応答してのみトグルされるように、前記デジタル値(D)の観測された変化に応答して、記憶された前記瞬間値(A)又は記憶されたその補数値(B)の1つをトグルするように構成され、
-前記タイミングイベント検出回路(102)は、前記タイミングイベント検出ウィンドウ中に、記憶された前記瞬間値(A)を記憶されたその補数値(B)と比較し、記憶された前記瞬間値(A)と記憶されたその補数値(B)とが等しくなることを示す前記比較に応答して、前記タイミングイベント観測信号(TEO)を出力するように構成される、
ことを特徴とする、タイミングイベント検出回路(102)。 A timing event observation signal (TEO) as a response to a change in the digital value (D) at the input of the associated register circuit (101) that occurs later than the allowable time limit defined by the trigger signal (CKP). a timing event detection circuit (102) for generating
- a data input (103) adapted to receive said digital value (D);
- a clock signal input (104) adapted to receive said trigger signal (CKP);
- a timing event detection circuit (102), comprising a timing event observation output (105) configured to output said timing event observation signal (TEO),
- said timing event detection circuit (102) stores the corresponding instantaneous value of said digital value (D) with respect to said allowed time limit in a differential form comprising said instantaneous value (A) and its complement (B); configured as
- said timing event detection circuit (102) is configured such that, during a timing event detection window following said allowed time limit, each of said stored instantaneous value (A) or its stored complement value (B) is said digital value; said instantaneous value (A) stored in response to an observed change in said digital value (D), or a stored configured to toggle one of its complement values (B) obtained by
- said timing event detection circuit (102) compares said stored instantaneous value (A) with its stored complement value (B) during said timing event detection window, and compares said stored instantaneous value (A ) and its stored complement value (B) are equal to each other;
A timing event detection circuit (102), characterized in that:
-前記デジタル値(D)を受信するように構成されたデータ入力端(103)と、
-前記トリガー信号(CKP)を受信するように構成されたクロック信号入力端(104)と、
-前記タイミングイベント観測信号(TEO)を出力するように構成されたタイミングイベント観測出力端(105)と、を含む、タイミングイベント検出回路(102)であって、
-前記タイミングイベント検出回路(202)は、前記許容時間制限に関して、前記デジタル値(D)の対応する瞬間値を、前記瞬間値の2つのコピー(A、B)を含む並列二重形式で記憶するように構成され、
-前記タイミングイベント検出回路(202)は、前記許容時間制限に続くタイミングイベント検出ウィンドウ中に、第1のコピー(A)がデジタル値(D)の一方向における変化の観測に応答してのみトグルされ、第2のコピー(B)がデジタル値(D)の反対方向における変化の観測に応答してのみトグルされるように、前記デジタル値(D)の観測された変化に応答して、記憶された前記瞬間値のコピー(A、B)の1つをトグルするように構成され、
-前記タイミングイベント検出回路(202)は、前記タイミングイベント検出ウィンドウ中に、記憶された前記瞬間値のコピー(A、B)を比較し、記憶された前記瞬間値のコピー(A、B)が等しくなくなることを示す前記比較に応答して、前記タイミングイベント観測信号(TEO)を出力するように構成される、
ことを特徴とする、タイミングイベント検出回路(202)。 A timing event observation signal (TEO) as a response to a change in the digital value (D) at the input of the associated register circuit (101) that occurs later than the allowable time limit defined by the trigger signal (CKP). a timing event detection circuit (202) that generates
- a data input (103) adapted to receive said digital value (D);
- a clock signal input (104) adapted to receive said trigger signal (CKP);
- a timing event detection circuit (102), comprising a timing event observation output (105) configured to output said timing event observation signal (TEO),
- said timing event detection circuit (202) stores the corresponding instantaneous value of said digital value (D) with respect to said allowed time limit in a parallel duplex format comprising two copies (A, B) of said instantaneous value; is configured to
- said timing event detection circuit (202), during a timing event detection window following said allowed time limit, the first copy (A) toggles only in response to observation of a change in one direction of the digital value (D); and stored in response to an observed change in said digital value (D) such that the second copy (B) is only toggled in response to observation of a change in said digital value (D) in the opposite direction. configured to toggle one of the copies (A, B) of said instantaneous value obtained;
- said timing event detection circuit (202) compares said stored copy of said instantaneous value (A, B) during said timing event detection window, and said stored copy of said instantaneous value (A, B) is configured to output the timing event observation signal (TEO) in response to the comparison indicating inequality;
A timing event detection circuit (202), characterized in that:
-前記トリガー信号(CKP)のイネーブルパルスの開始時にその入力データを記憶し、
-その入力データ(D、~D)の値が前記トリガー信号(CKP)の前記イネーブルパルス中に所定の方向に変化する場合にのみ、その出力をトグルする、
ように構成される回路要素である、請求項1又は2のいずれか1項に記載のタイミングイベント検出回路(102、202)。 including a first unidirectional latch circuit (107, 207) and a second unidirectional latch circuit (108, 208), said first unidirectional latch circuit (107, 207) and said second unidirectional latch circuit (107, 207) (108, 208) each have a respective latch data input coupled to said data input (103), a respective output and a respective latch clock coupled to said clock signal input (104). and a one-way latch circuit,
- storing its input data at the beginning of an enable pulse of said trigger signal (CKP);
- toggles its output only if the value of its input data (D, ~D) changes in a predetermined direction during said enable pulse of said trigger signal (CKP);
3. A timing event detection circuit (102, 202) according to any one of claims 1 or 2, being a circuit element configured to:
-前記タイミングイベント検出回路(102)は、前記データ入力端(103)と前記第1の一方向ラッチ回路(107)及び前記第2の一方向ラッチ回路(108)のうちの1つとの間に、前記デジタル値の対応する瞬間値を、一方の一方向ラッチ回路(107)における前記瞬間値(A)及び他方の一方向ラッチ回路(108)における前記補数値(B)を含む前記微分形式で記憶するインバータ(106)を含む、
請求項1に従属するときの請求項3に記載のタイミングイベント検出回路(102)。 - both said first unidirectional latch circuit (107) and said second unidirectional latch circuit (108) are such that the value of said corresponding input data (D, ~D) is in both said unidirectional latch circuits; configured to toggle their outputs only when they change in the same direction as
- said timing event detection circuit (102) is located between said data input (103) and one of said first unidirectional latch circuit (107) and said second unidirectional latch circuit (108); , the corresponding instantaneous value of said digital value in said differential form including said instantaneous value (A) in one unidirectional latch circuit (107) and said complement value (B) in the other unidirectional latch circuit (108) an inverter (106) for storing;
The timing event detection circuit (102) of claim 3 when dependent on claim 1.
-前記タイミングイベント検出回路は、上側電圧レール(VDD)と、下側電圧レール(VSS)と、そのソースが前記下側電圧レール(VSS)に結合され、そのゲートが前記クロック信号入力端に結合されたNMOSタイプのイネーブラートランジスタ(M3)とを含み、
-前記第1の一方向ラッチ回路(107)及び前記第2の一方向ラッチ回路(108)の各々において、
-前記第1のトランジスタ(M1、M11)のソースは、前記上側電圧レール(VDD)に結合され、
-前記第1のトランジスタ(M1、M11)のドレインは、前記第4のトランジスタ(M4、M14)のソースに結合され、
-前記第4のトランジスタ(M4、M14)のドレインは、前記第2のトランジスタ(M2、M12)のドレインに結合され、
-前記第2のトランジスタ(M2、M12)のソースは、前記イネーブラートランジスタ(M3)のドレインに結合され、
-前記第1のトランジスタ(M1、M11)のゲート及び前記第2のトランジスタ(M2、M12)のゲートは、互いに結合され、それぞれの前記一方向ラッチ回路のラッチデータ入力端を構成し、
-前記第5のトランジスタ(M5、M15)のソースは、前記上側電圧レール(VDD)に結合され、
-前記第5のトランジスタ(M5、M15)のドレインは、前記第6のトランジスタ(M6、M16)のドレインに結合され、
-前記第6のトランジスタ(M6、M16)のソースは、前記イネーブラートランジスタ(M3)のドレインに結合され、
-前記第5のトランジスタ(M5、M15)のゲート及び第3のトランジスタ(M3、M13)のゲートは、互いに結合され、それぞれの前記一方向ラッチ回路のラッチクロック入力端を構成し、
-前記第4のトランジスタ(M4、M14)のゲート及び前記第6のトランジスタ(M6、M16)のゲートは、互いに結合され、
-前記第7のトランジスタ(M7、M17)のソースは、前記上側電圧レール(VDD)に結合され、
-前記第7のトランジスタ(M7、M17)のドレインは、前記第8のトランジスタ(M8、M18)のドレインに結合され、
-前記第8のトランジスタ(M8、M18)のソースは、前記下側電圧レール(VSS)に結合され、
-前記第7のトランジスタ(M7、M17)のゲート及び前記第8のトランジスタ(M8、M18)のゲートは、互いに結合され、
-前記第7のトランジスタ(M7、M17)のドレインと前記第8のトランジスタ(M8、M18)のドレインとの間の点は、前記第4のトランジスタ(M4、M14)のゲート及び前記第6のトランジスタ(M6、M16)のゲートに結合され、
-それぞれの前記一方向ラッチ回路の出力端は、前記第7のトランジスタ(M7、M17)のゲート及び前記第8のトランジスタ(M8、M18)のゲート、前記第5のトランジスタ(M5、M15)のドレイン及び前記第4のトランジスタ(M4、M14)のドレイン、ならびに前記第6のトランジスタ(M6、M16)のドレイン及び前記第2のトランジスタ(M2、M12)のドレインの結合により構成される、請求項5に記載のタイミングイベント検出回路。 - each of said first one-way latch circuit (107) and said second one-way latch circuit (108) comprises, respectively, a first transistor (M1, M11), a second transistor (M2, M12), 4th transistors (M4, M14), 5th transistors (M5, M15), 6th transistors (M6, M16), 7th transistors (M7, M17) and 8th transistors (M8, M18) wherein the first transistors (M1, M11), the fourth transistors (M4, M14), the fifth transistors (M5, M15) and the seventh transistors (M7, M17) are PMOS transistors. wherein the second transistors (M2, M12), the sixth transistors (M6, M16) and the eighth transistors (M8, M18) are NMOS transistors;
- said timing event detection circuit comprises an upper voltage rail (VDD), a lower voltage rail (VSS) and a source coupled to said lower voltage rail (VSS) and a gate coupled to said clock signal input; an enabled NMOS type enabler transistor (M3);
- in each of said first one-way latch circuit (107) and said second one-way latch circuit (108),
- the sources of said first transistors (M1, M11) are coupled to said upper voltage rail (VDD);
- the drains of said first transistors (M1, M11) are coupled to the sources of said fourth transistors (M4, M14),
- the drain of said fourth transistor (M4, M14) is coupled to the drain of said second transistor (M2, M12);
- the sources of said second transistors (M2, M12) are coupled to the drains of said enabler transistors (M3);
- the gates of the first transistors (M1, M11) and the gates of the second transistors (M2, M12) are coupled together and form latch data inputs of the respective one-way latch circuits;
- the sources of said fifth transistors (M5, M15) are coupled to said upper voltage rail (VDD);
- the drain of said fifth transistor (M5, M15) is coupled to the drain of said sixth transistor (M6, M16),
- the source of said sixth transistor (M6, M16) is coupled to the drain of said enabler transistor (M3);
- the gates of the fifth transistors (M5, M15) and the gates of the third transistors (M3, M13) are coupled together and form latch clock inputs of the respective one-way latch circuits;
- the gate of the fourth transistor (M4, M14) and the gate of the sixth transistor (M6, M16) are coupled together;
- the sources of said seventh transistors (M7, M17) are coupled to said upper voltage rail (VDD);
- the drain of said seventh transistor (M7, M17) is coupled to the drain of said eighth transistor (M8, M18),
- the sources of said eighth transistors (M8, M18) are coupled to said lower voltage rail (VSS);
- the gate of the seventh transistor (M7, M17) and the gate of the eighth transistor (M8, M18) are coupled together;
- the point between the drain of said seventh transistor (M7, M17) and the drain of said eighth transistor (M8, M18) is the gate of said fourth transistor (M4, M14) and said sixth transistor (M4, M14); coupled to the gates of transistors (M6, M16);
- the output of each said one-way latch circuit is connected to the gate of said seventh transistor (M7, M17) and the gate of said eighth transistor (M8, M18), the gate of said fifth transistor (M5, M15); 4. Constructed by the coupling of the drain and the drain of said fourth transistor (M4, M14) and the drain of said sixth transistor (M6, M16) and the drain of said second transistor (M2, M12). 6. The timing event detection circuit according to 5.
-前記トリガー信号(CKP)の各パルスサイクル中の所定の瞬間で前記タイミングイベント観測信号(TEO)をリセットすることにより、前記制御信号入力端(110)における第1の制御信号値に応答し、
-第2の制御信号値が前記制御信号入力端(110)に現れる期間に、前記タイミングイベント観測信号(TEO)を維持することにより、前記制御信号入力端(110)における前記第2の制御信号値に応答する、
ように構成される、請求項1~6のいずれか1項に記載のタイミングイベント検出回路。 including a control signal input (110);
- in response to a first control signal value at said control signal input (110) by resetting said timing event observation signal (TEO) at a predetermined moment during each pulse cycle of said trigger signal (CKP);
- said second control signal at said control signal input (110) by maintaining said timing event observation signal (TEO) during the period when a second control signal value appears at said control signal input (110); respond to the value,
A timing event detection circuit according to any one of claims 1 to 6, configured to:
前記超小型電子回路は、請求項1~8のいずれか1項に記載の少なくとも1つのタイミングイベント検出回路(102、202)を含み、前記タイミングイベント検出回路(102、202)は、前記レジスタ回路(101)の1つに関連付けられ、タイミングイベント観測信号(TEO)を、前記トリガー信号(CKP)により定義された許容時間制限よりも遅く行われた、前記関連付けられたレジスタ回路(101)の入力端におけるデジタル値(D)の変化に対する応答として生成するように構成される、
ことを特徴とする、超小型電子回路。 - a processing path comprising a logic unit and a register circuit (101), said register circuit (101) being adapted to temporarily store the output value (D) of said logic unit in synchronization with a trigger signal (CKP); A microelectronic circuit comprising a processing path, comprising:
The microelectronic circuit comprises at least one timing event detection circuit (102, 202) according to any one of claims 1 to 8, said timing event detection circuit (102, 202) comprising said register circuit. (101) and a timing event observation signal (TEO) made later than the permissible time limit defined by said trigger signal (CKP) to the input of said associated register circuit (101). configured to generate as a response to a change in the digital value (D) at the edge,
A microelectronic circuit characterized by:
-トリガー信号(CKP)に同期してデジタル値(D)をレジスタ回路(101)に一時的に記憶することと、
-前記トリガー信号(CKP)により定義された許容時間制限に関して、前記デジタル値(D)の対応する瞬間値を、前記瞬間値(A)及びその補数値(B)を含む微分形式で記憶する(902、903)ことと、
-前記許容時間制限に続くタイミングイベント検出ウィンドウ中に、記憶された前記瞬間値(A)又は記憶されたその補数値(B)の各々が、前記デジタル値(D)のそれぞれの一方向における変化の観測(904、905)に応答してのみトグルされるように、記憶された前記瞬間値(A)又は記憶されたその補数値(B)のいずれかをトグルする(906、907)ことと、
-前記タイミングイベント検出ウィンドウ中に、記憶された前記瞬間値(A)を記憶されたその補数値(B)と比較する(908)ことと、
-記憶された前記瞬間値(A)と記憶されたその補数値(B)とが等しくなることを示す前記比較に応答して、タイミングイベント観測信号(TEO)を出力する(909)ことと、
を含む、方法。 A method of operating a microelectronic circuit comprising:
- temporarily storing the digital value (D) in the register circuit (101) in synchronization with the trigger signal (CKP);
- with respect to the permissible time limit defined by said trigger signal (CKP), storing the corresponding instantaneous value of said digital value (D) in differential form comprising said instantaneous value (A) and its complement (B); 902, 903) and
- during a timing event detection window following said allowed time limit, each of said stored instantaneous value (A) or its stored complement value (B) changes in one direction respectively of said digital value (D). toggling (906, 907) either the stored instantaneous value (A) or its stored complement (B) such that it is toggled only in response to the observation (904, 905) of ,
- comparing (908) the stored instantaneous value (A) with its stored complement value (B) during the timing event detection window;
- outputting (909) a timing event observation signal (TEO) in response to said comparison indicating that said stored instantaneous value (A) and its stored complement value (B) are equal;
A method, including
-トリガー信号(CKP)に同期してデジタル値(D)をレジスタ回路(101)に一時的に記憶することと、
-前記トリガー信号(CKP)により定義された許容時間制限に関して、前記デジタル値の対応する瞬間値を、2つのコピー(A、B)に記憶する(1002、1003)ことと、
-前記許容時間制限に続くタイミングイベント検出ウィンドウ中に、各コピーが前記デジタル値のそれぞれの一方向における変化の観測(1004、1005)に応答してのみトグルされるように、前記2つのコピー(A、B)のいずれかをトグルする(906、907)ことと、
-前記タイミングイベント検出ウィンドウ中に、前記2つのコピー(A、B)を比較する(1008)ことと、
-記憶された前記瞬間値(A)と記憶されたその補数値(B)とが異なることを示す前記比較に応答して、タイミングイベント観測信号(TEO)を出力する(909)ことと、
を含む、方法。 A method of operating a microelectronic circuit comprising:
- temporarily storing the digital value (D) in the register circuit (101) in synchronization with the trigger signal (CKP);
- storing (1002, 1003) the corresponding instantaneous values of said digital value in two copies (A, B) with respect to the permissible time limit defined by said trigger signal (CKP);
- during a timing event detection window following said allowed time limit, said two copies ( A, B) toggling (906, 907);
- comparing (1008) the two copies (A, B) during the timing event detection window;
- outputting (909) a timing event observation signal (TEO) in response to said comparison indicating that said stored instantaneous value (A) and its stored complement value (B) are different;
A method, including
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
PCT/FI2020/050108 WO2021165565A1 (en) | 2020-02-20 | 2020-02-20 | Timing event detector, microelectronic circuit, and method for detecting timing events |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2023527258A true JP2023527258A (en) | 2023-06-28 |
Family
ID=77390484
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2022550116A Pending JP2023527258A (en) | 2020-02-20 | 2020-02-20 | Timing event detector, microelectronic circuit, and timing event detection method |
Country Status (2)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP2023527258A (en) |
WO (1) | WO2021165565A1 (en) |
Family Cites Families (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US7495466B1 (en) * | 2006-06-30 | 2009-02-24 | Transmeta Corporation | Triple latch flip flop system and method |
KR20200029382A (en) | 2017-04-18 | 2020-03-18 | 미니마 프로세서 오와이 | Sequential circuit for detecting timing event and method for detecting timing event |
JP2020530217A (en) * | 2017-06-22 | 2020-10-15 | ミニマ プロセッサー オイ | Timing event detection |
-
2020
- 2020-02-20 WO PCT/FI2020/050108 patent/WO2021165565A1/en active Application Filing
- 2020-02-20 JP JP2022550116A patent/JP2023527258A/en active Pending
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
WO2021165565A1 (en) | 2021-08-26 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
US9291674B1 (en) | Integrated circuit with low power scan flip-flop | |
JP4644205B2 (en) | Test apparatus, test method, and electronic device | |
US8438433B2 (en) | Registers with full scan capability | |
JPH0836031A (en) | Method for testing zero-input current of dynamic logic device | |
US5831990A (en) | Test-mode control for dynamic logic gates | |
KR20110105153A (en) | Flipflop circuit and scan flipflop circuit | |
US6445235B1 (en) | Iddq-testable uni-directional master-slave | |
Metra et al. | On-line testing scheme for clock's faults | |
JP2023527258A (en) | Timing event detector, microelectronic circuit, and timing event detection method | |
US20180052199A1 (en) | Adjusting latency in a scan cell | |
KR100286099B1 (en) | Clock monitor circuit and synchronous semiconductor memory device using the same | |
JPH0575401A (en) | Flip-flop circuit for scan cell | |
US20080209291A1 (en) | Over temperature detection apparatus and method thereof | |
CN114414999A (en) | Chip process corner detection circuit and method and chip | |
US8578227B2 (en) | Delay test device and system-on-chip having the same | |
WO2008096303A2 (en) | Digital electronic device and method of altering clock delays in a digital electronic device | |
US10001523B2 (en) | Adjusting latency in a scan cell | |
Friedrichs et al. | Efficient metastability-containing multiplexers | |
JPH0778520B2 (en) | Storage device | |
JPH08271584A (en) | Test circuit for integrated circuit | |
JP2020530217A (en) | Timing event detection | |
JP2001296334A (en) | Integrated circuit and failure detection method | |
Matakias et al. | Fast, Parallel two-rail code checker with enhanced testability | |
JPH0526981A (en) | Testing circuit for semiconductor integrated circuit | |
JPH10253710A (en) | Semiconductor device and measuring method thereof |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
A529 | Written submission of copy of amendment under article 34 pct |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A529 Effective date: 20221019 |
|
A621 | Written request for application examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621 Effective date: 20230124 |
|
A977 | Report on retrieval |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007 Effective date: 20240109 |
|
A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20240130 |
|
A601 | Written request for extension of time |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A601 Effective date: 20240430 |
|
A521 | Request for written amendment filed |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20240624 |