KR20140050151A - Method for modeling delay time and output time of gate - Google Patents
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Abstract
Description
본 발명은 반도체 소자에 관한 것으로 더욱 상세하게는 게이트 지연시간 및 출력시간을 모델링하는 방법에 관한 것이다.The present invention relates to a semiconductor device, and more particularly, to a method of modeling a gate delay time and an output time.
반도체 제조과정에서 발생하는 여러 가지 요인으로 인하여 공정변이가 발생한다. 이러한 공정변이로 인하여 설계시 예상했던 칩의 성능과 다른 성능 결과가 나타날 수 있다. 이와 같은 문제점을 해결하기 위하여, 프로세스 코너를 기반으로 하여 반도체 칩이 설계된다. 공정변이로 인한 게이트의 딜레이가 가장 큰 경우와 누설전류가 가장 큰 경우를 기반으로 라이브러리를 생성하여 칩을 설계할 경우, 공정 변이로 인한 성능 저하를 예방할 수 있다. 그러나 반도체 제조 기술의 발달로 반도체 소자의 크기가 작아짐에 따라 공정변이가 증가하여 프로세스 코너를 기반으로 하는 라이브러리(library)를 사용하여 칩을 설계하더라도 설계시 칩의 기대 성능을 만족시키기 어려워지고 있다.Process variations occur due to various factors that occur during semiconductor manufacturing. This process variation can lead to performance results that differ from those expected in the design. In order to solve this problem, a semiconductor chip is designed based on a process corner. When the chip is designed by creating a library based on the largest gate delay due to the process variation and the largest leakage current, the performance degradation due to the process variation can be prevented. However, as the size of semiconductor devices decreases due to the development of semiconductor manufacturing technology, process variation increases, and even when a chip is designed using a library based on a process corner, it is difficult to satisfy the expected performance of the chip at design time.
상술된 문제의 해결 방법 중 하나로서 게이트에 바디 바이어스 전압을 인가하여 공정변이로 인하여 발생하는 이상 특성을 보상하는 방법이 있다. 그러나 바디 바이어스 전압이 인가된 게이트의 동작 특성을 예측하기 위해서는 할당된 바디 바이어스 값에 따라 모든 게이트들의 동작 특성을 시뮬레이션하여야 한다. 이러한 과정은 모든 게이트들에 대하여 수행되어야 하기 때문에 과도한 오버헤드가 발생한다. 따라서, 바디 바이어스 전압이 인가된 후의 게이트의 동작 특성을 예측하는 것은 많은 시간과 비용이 발생하기 때문에 실제 사용에 어려움이 있다. One of the methods for solving the above problems is to apply a body bias voltage to the gate to compensate for abnormal characteristics caused by process variations. However, in order to predict the operating characteristics of the gate to which the body bias voltage is applied, the operating characteristics of all the gates must be simulated according to the assigned body bias value. This process has to be performed for all the gates, resulting in excessive overhead. Therefore, it is difficult to predict the operating characteristics of the gate after the body bias voltage is applied, because it takes a lot of time and cost.
본 발명의 목적은 감소된 오버헤드를 갖는 게이트 지연시간 모델링 방법을 제공하는 데 있다.It is an object of the present invention to provide a gate latency modeling method having reduced overhead.
본 발명의 실시 예에 따른 복수의 게이트들의 지연시간 모델링 방법은 상기 복수의 게이트들 중 제 1 게이트를 선택하는 단계; 상기 선택된 제 1 게이트의 구조를 판별하는 단계; 상기 판별 결과에 따라 상기 선택된 제 1 게이트의 지연시간 비율을 생성하는 단계; 및 상기 생성된 지연시간 비율 및 상기 복수의 게이트들 중 제 2 게이트의 지연시간을 기반으로 바디 바이어스 전압이 인가된 경우의 상기 제 2 게이트의 지연시간을 계산하는 단계를 포함하고, 상기 제 1 및 제 2 게이트들은 서로 동일한 스택의 수 및 스테이지의 수를 갖고, 상기 스택의 수는 상기 제 1 및 제 2 게이트들의 전원전압 및 출력단 사이의 트랜지스터의 개수이고, 상기 스테이지의 수는 상기 제 1 및 제 2 게이트들의 입력단 및 출력단 사이의 트랜지스터의 개수이다.According to an embodiment of the present disclosure, a method of modeling delay times of a plurality of gates may include selecting a first gate of the plurality of gates; Determining a structure of the selected first gate; Generating a delay time ratio of the selected first gate according to the determination result; And calculating a delay time of the second gate when the body bias voltage is applied based on the generated delay time ratio and the delay time of the second gate of the plurality of gates. The second gates have the same number of stacks and the number of stages, the number of stacks is the number of transistors between the power supply voltage and the output terminal of the first and second gates, and the number of stages is the first and second The number of transistors between the input and output terminals of the two gates.
실시 예로서, 상기 지연시간은 입력신호가 변하는 시점부터 출력신호가 전원 전압의 1/2배가 되는 시점이다.In an embodiment, the delay time is a time point at which the output signal is 1/2 times the power supply voltage from the time point at which the input signal changes.
실시 예로서, 상기 제 1 및 제 2 게이트들 각각에 포함된 트랜지스터들은 서로 다른 너비를 갖는다.In an embodiment, the transistors included in each of the first and second gates have different widths.
실시 예로서, 상기 선택된 게이트의 구조를 판별하는 단계는, 상기 선택된 게이트가 다단 구조인지 판별하는 단계; 및 상기 선택된 게이트가 스택 구조인지 판별하는 단계를 포함한다.In an embodiment, the determining of the structure of the selected gate may include determining whether the selected gate has a multi-stage structure; And determining whether the selected gate is a stack structure.
실시 예로서, 상기 판별 결과에 따라 지연시간 비율을 생성하는 단계는, 상기 판별된 다단 구조 및 상기 판별된 스택 구조에 따라 각각 서로 다른 지연시간 비율을 생성하는 단계를 포함한다.In an embodiment, the generating of the delay time ratio according to the determination result may include generating different delay time ratios according to the determined multi-stage structure and the determined stack structure.
실시 예로서, 상기 복수의 게이트들 각각의 지연시간 및 상기 생성된 지연시간 비율에 기반하여, 상기 바디 바이어스 전압이 인가된 경우의 상기 복수의 게이트들 각각의 지연시간을 계산하는 단계를 더 포함한다.The method may further include calculating a delay time of each of the plurality of gates when the body bias voltage is applied, based on the delay time of each of the plurality of gates and the generated delay time ratio. .
본 발명의 실시 예에 따른 복수의 게이트들의 출력시간 모델링 방법은 상기 복수의 게이트들 중 제 1 게이트를 선택하는 단계; 상기 선택된 제 1 게이트의 구조를 판별하는 단계; 상기 판별 결과에 따라 출력시간 비율을 생성하는 단계; 및 상기 생성된 출력시간 비율 및 복수의 게이트들 중 제 2 게이트의 출력시간을 기반으로, 바디 바이어스 전압이 인가된 경우의 상기 제 2 게이트의 출력시간을 계산하는 단계를 포함하고, 상기 제 1 및 제 2 게이트들 각각은 서로 동일한 스택의 수 및 스테이지의 수를 갖고, 상기 스택의 수는 상기 제 1 및 제 2 게이트들의 전원전압 및 출력단 사이의 트랜지스터의 개수이고, 상기 스테이지의 수는 상기 제 1 및 제 2 게이트들의 입력단 및 출력단 사이의 트랜지스터의 개수이다.An output time modeling method of a plurality of gates according to an exemplary embodiment of the present disclosure may include selecting a first gate of the plurality of gates; Determining a structure of the selected first gate; Generating an output time ratio according to the determination result; And calculating an output time of the second gate when a body bias voltage is applied based on the generated output time ratio and the output time of the second gate among the plurality of gates. Each of the second gates has the same number of stacks and the number of stages, wherein the number of stacks is the number of transistors between a power supply voltage and an output terminal of the first and second gates, and the number of stages is the first number. And the number of transistors between the input terminal and the output terminal of the second gates.
본 발명에 따르면, 트랜지스터의 크기와는 무관하게 게이트 지연시간을 모델링할 수 있다. 따라서, 감소된 오버헤드를 갖는 게이트 지연시간 모델링 방법이 제공된다.According to the present invention, the gate delay time can be modeled regardless of the size of the transistor. Thus, a gate delay modeling method with reduced overhead is provided.
도 1은 본 발명의 실시 예에 따른 게이트 지연시간 모델링 방법을 설명하기 위한 개념도이다.
도 2는 인버터 게이트를 보여주는 회로도이다.
도 3은 본 발명의 실시 예에 따른 지연시간을 설명하기 위한 그래프이다.
도 4는 NOR 게이트를 보여주는 회로도이다.
도 5는 AND 게이트를 보여주는 회로도이다.
도 6a 및 도 6b는 본 발명의 실시 예에 따른 출력시간을 설명하기 위한 그래프이다.
도 7은 본 발명의 실시 예에 따른 게이트 지연시간 모델링 방법을 설명하기 위한 순서도이다.1 is a conceptual diagram illustrating a gate delay time modeling method according to an embodiment of the present invention.
2 is a circuit diagram showing an inverter gate.
3 is a graph illustrating a delay time according to an embodiment of the present invention.
4 is a circuit diagram showing a NOR gate.
5 is a circuit diagram illustrating an AND gate.
6A and 6B are graphs for describing an output time according to an embodiment of the present invention.
7 is a flowchart illustrating a gate delay time modeling method according to an embodiment of the present invention.
이하에서, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자가 본 발명의 기술적 사상을 용이하게 실시할 수 있을 정도로 상세히 설명하기 위하여, 본 발명의 실시 예를 첨부된 도면을 참조하여 상세하게 설명하기로 한다. DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS Hereinafter, exemplary embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings, in order to explain the present invention in detail so that those skilled in the art can easily carry out the technical idea of the present invention. .
본 발명의 게이트 지연시간의 모델링 방법에 따르면, 트랜지스터의 크기와 무관하게 지연시간을 예측할 수 있다. 따라서, 오버헤드를 최소화하여 게이트의 지연 시간을 모델링할 수 있다. 예시적으로, 본 발명의 실시 예에 따른 게이트 지연시간 모델링 방법은 게이트에 포함된 pMOS 트랜지스터들에 고정된 바디 바이어스 전압을 인가하여 바이어스하는 것으로 가정한다. 그러나 본 발명의 범위가 이에 한정되는 것은 아니다.According to the modeling method of the gate delay time of the present invention, the delay time can be predicted regardless of the size of the transistor. Therefore, it is possible to model the delay time of the gate with minimum overhead. For example, it is assumed that the gate delay time modeling method according to the embodiment of the present invention biases the body bias voltage by applying a fixed body bias voltage to the pMOS transistors included in the gate. However, the scope of the present invention is not limited thereto.
도 1은 본 발명의 실시 예에 따른 게이트 지연시간 모델링(100)의 예를 보여주는 개념도이다. 도 1을 참조하면, 바디 바이어스 전압 인가 전의 지연시간 테이블(110, 이하에서 "제 1 지연시간 테이블"이라 한다.), 지연시간 비율 테이블(120), 및 바디 바이어스 전압 인가 후의 지연시간 테이블(130, 이하에서 "제 2 지연시간 테이블"이라 한다.)은 구조에 따라 분류된 게이트들의 지연시간 또는 지연시간 비율 정보를 포함한다. 여기에서 구조는 게이트의 구성형태로서 스택된(stacked) 트랜지스터의 개수, 게이트에 포함된 스테이지의 개수를 가리킨다. 1 is a conceptual diagram illustrating an example of a gate
제 1 지연시간 테이블(110)은 미리 결정된 값 또는 미리 측정된 값일 것이다. 지연시간 비율 테이블(120)은 제 1 지연시간 테이블(110)로부터 바디 바이어스 전압을 인가한 후 게이트의 지연시간을 예측하기 위한 정보를 포함한다. 예를 들어, 지연시간 비율 테이블(120)은 바디 바이어스 전압 인가 전 게이트의 지연시간(d0 .5, nbb) 및 바디 바이어스 전압 인가 후 게이트의 지연시간(d0 .5, bb)의 비율을 가리키는 지연시간 비율(η)을 포함한다. 제 1 지연시간 테이블(110) 및 지연시간 비율 테이블(120)을 이용하여 제 2 지연시간 테이블(130)이 유추될 수 있다. 이하에서, 도 2 내지 도 8 및 수학식들을 참조하여, 지연시간 비율 테이블(120)에 포함된 지연시간 비율(η)을 도출하는 방법이 설명된다. The first delay time table 110 may be a predetermined value or a predetermined value. The delay ratio table 120 includes information for estimating the delay time of the gate after applying the body bias voltage from the first delay time table 110. For example, the ratio of the delay time rate table 120 is a body bias voltage applied to the delay time around the gate (0 d .5, nbb) and body-bias voltage is applied after delay time of the gate (0 d .5, bb) It includes the delay time ratio (η) indicated. The second delay table 130 may be inferred using the first delay table 110 and the delay ratio table 120. Hereinafter, a method of deriving the delay ratio η included in the delay ratio table 120 will be described with reference to FIGS. 2 to 8 and equations.
도 2는 인버터 게이트(200, Inverter Gate)를 보여주는 회로도이다. 도 2를 참조하면, 인버터 게이트(200)는 pMOS 트랜지스터(210), nMOS 트랜지스터(220), 및 캐패시터(230)를 포함한다. 인버터 게이트(200)는 입력신호(IN)를 반전하여 출력한다. 예를 들어, 입력신호(IN)가 로직 하이(예를 들어, VDD의 전압)인 경우, pMOS 트랜지스터(210)는 턴-오프되고, nMOS 트랜지스터(220)는 턴-온될 것이다. 이 경우, 캐패시터(230)에 저장된 전하들은 nMOS 트랜지스터(220)를 통해 방전되므로, 출력 신호(OUT)는 로직 로우가 될 것이다. 이와 반대로, 입력 신호(IN)가 로직 로우(예를 들어, 영전압)인 경우, pMOS 트랜지스터(210)는 턴-온되고, nMOS 트랜지스터(220)는 턴-오프될 것이다. 이 경우, 캐패시터(230)는 pMOS 트랜지스터(210)에 흐르는 전류(IDD)에 의해 충전되므로, 출력 신호(OUT)는 로직 하이가 될 것이다.2 is a circuit diagram illustrating an
도 3은 본 발명의 실시 예에 따른 지연시간(d0 .5)을 설명하기 위한 그래프이다. 예시적으로, 도 2에 도시된 그래프는 인버터 게이트(200)의 입력신호(IN) 및 출력신호(OUT)를 보여준다. 도 2의 X축은 시간을 가리키고, Y축은 전압을 가리킨다.Figure 3 is a graph for explaining a delay time (d 0 .5), according to an embodiment of the present invention. For example, the graph illustrated in FIG. 2 shows an input signal IN and an output signal OUT of the
도 3를 참조하면, 제 1 구간(t1~t2)에서 입력 신호(IN)는 전원전압(VDD)에서 0으로 바뀐다. 이 경우, 인버터 게이트(200)는 입력신호(IN)에 응답하여, 캐패시터(230)를 전원전압(VDD)으로 충전할 것이다.Referring to FIG. 3, in the first period t1 to t2, the input signal IN is changed to 0 in the power supply voltage V DD . In this case, the
이상적인 경우, 입력신호(IN)가 변하는 시점과 출력신호(OUT)가 전원전압(VDD)으로 되는 시점이 동일해야 될 것이다. 그러나, 도 2에 도시된 바와 같이, 소자들의 특성상 입출력의 지연이 발생한다. 종래의 지연시간은 입력신호(IN)가 전원전압의 1/2배(VDD/2)가 되는 시점(t2)부터 출력신호(OUT)가 전원전압의 1/2배(VDD/2)가 되는 시점(t3)까지를 가리킨다. 그러나, 본 발명에 따른 지연시간(d0 .5)은 입력신호(IN)가 변하는 시점(t1)부터 출력신호(OUT)가 전원전압의 1/2배(VDD/2)로 되는 시점(t3)까지이다. 상술된 본 발명에 따른 지연시간(d0 .5)을 적용하여 게이트 지연시간을 모델링할 경우, 트랜지스터의 사이즈(Wp)와 무관하게 게이트의 지연시간을 모델링할 수 있다.In an ideal case, the time point at which the input signal IN changes and the time point at which the output signal OUT becomes the power supply voltage V DD should be the same. However, as shown in FIG. 2, the delay of the input / output occurs due to the characteristics of the elements. Conventional delay the input signal (IN) is 1/2 of the power supply voltage (V DD / 2) the point in time (t 2) from the output signal (OUT) is 1/2 of the power supply voltage (V DD / 2 ) Up to the point in time (t 3 ). However, when the delay time (d 0 .5) is the input signal is 1/2 times the power source voltage output signals (OUT) from the time (t1) is varied (IN) (V DD / 2 ) in accordance with the present invention ( t 3 ). If by applying a delay time (d 0 .5) according to the invention the above-described modeling of the gate delay time, can be independently of modeling a delay of the gate and the size of the transistors (W p).
수학식 1은 캐패시터(130)에 충전되는 전하량을 보여주는 수학식이다. ID(t)는 pMOS 트랜지스터(110)에 흐르는 전류를 가리키고, CL은 캐패시터(130)의 정전 용량을 가리키고, VDD는 전원 전압을 가리킨다.Equation 1 shows an amount of charge charged in the
수학식 2는 pMOS 트랜지스터(110)를 흐르는 전류(ID)를 보여주는 수학식이다. k는 pMOS 트랜지스터(110)의 구조에 따른 상수 값이다. tin은 입력신호(IN)가 전원전압(VDD)에서 영전압에 도달하는 시간을 가리킨다. Wp는 pMOS 트랜지스터(110)의 너비를 가리킨다. VSG(t)는 pMOS 트랜지스터(110)의 소스-게이트간 전압차를 가리킨다.
수학식 1 및 2를 참조하면, 지연시간(d0 .5)을 구하는 경우의 수는 지연시간(d0 .5)의 길이에 따라 지연시간(d0 .5)이 입력시간(tin)보다 짧은 경우(제 1 경우, d0 .5<tin)와 지연시간(d0 .5)이 입력시간(tin)보다 긴 경우(제 2 경우, d0 .5>tin)로 분류될 수 있다. 예시적으로, 제 1 경우(d0 .5<tin)는 인버터 게이트(200)의 빠른 응답속도로 인하여 입력신호(IN)가 영전압이 되기 전에 출력신호(OUT)가 전원전압(VDD)에 도달하는 경우이다. 이와 반대로, 도 3에 도시된 그래프는 제 2 경우(d0 .5>tin)에 해당하는 그래프이다. With reference to expressions (1) and (2), the number of cases to obtain the delay time (d 0 .5) is a delay time (d 0 .5) the input time (t in) by the length of the delay time (d 0 .5) If shorter (in the case 1, d 0 .5 classified <t in) and a delay time (d 0 .5) the input time (t in) is longer than (the second case, d 0 .5> t in) Can be. Illustratively, the first case (d 0 .5 <t in) is an
수학식 3은 제 1 경우(d0 .5<tin)에서의 지연시간(d0 .5)을 보여주는 수학식이다. 수학식 3을 참조하면, Vt는 pMOS 트랜지스터(210)의 문턱 전압을 가리키고, Wp는 pMOS 트랜지스터(210)의 너비를 가리킨다.α1 및 β1은 지연 시간(d0 .5)에 대한 변수들(Vt, Wp)을 제외한 상수들을 가리킨다. 즉, 제 1 경우(d0 .5<tin)에서, 지연시간(d0 .5)은 pMOS 트랜지스터(110)의 문턱 전압(Vt) 및 너비(Wp)에 의해 결정될 수 있다.
수학식 4는 제 2 경우(d0 .5>tin)의 지연시간(d0 .5)을 보여주는 수학식이다. 수학식 4를 참조하면, α2, β2, 및 γ는 지연시간(d0 .5)에 대한 변수들(Vt, Wp)를 제외한 상수들을 가리킨다. 즉, 지연 시간(d0 .5)이 입력 시간(tin)보다 짧은 경우, 지연시간(d0 .5)은 pMOS 트랜지스터(110)의 문턱 전압(Vt) 및 너비(Wp)에 의해 결정될 수 있다.Equation 4 is a formula showing the delay time (d 0 .5) of the second case (d 0 .5> t in) . Referring to Equation 4, α 2, β 2, and γ indicates a constant, except for the variable for the delay time (d 0 .5) (V t , W p). That is, by a delay time (d 0 .5) the input time (t in) is shorter than a delay time (d 0 .5) is a threshold voltage (V t) and the width of the pMOS transistor (110) (W p) Can be determined.
수학식 3 및 4를 참조하면, 상술된 제 1 및 제 2 경우들 모두에서 지연시간(d0 .5)은 pMOS 트랜지스터(110)의 문턱전압(Vt) 및 너비(Wp)에 의해 결정된다. 수학식 3 및 4를 통해 지연시간 비율(η)을 수학식 5와 같이 나타낼 수 있다. 지연시간 비율(η)은 바디 바이어스 전압이 인가되기 전의 지연시간(d0 .5, nbb) 및 바디 바이어스 전압이 인가된 후의 지연시간(d0 .5, bb)의 비율을 가리킨다.Referring to
수학식 5를 참조하면, Vt , bb는 바디 바이어스 전압이 인가된 후의 pMOS 트랜지스터(110)의 문턱전압을 가리키고, Vt , nbb는 바디 바이어스 전압이 인가되기 전의 pMOS 트랜지스터(110)의 문턱전압을 가리킨다. 즉, 지연시간 비율(η)은 Vt , bb, Vt , nbb, 및 Wp에 의해 결정될 수 있다.Referring to Equation 5, V t and bb indicate the threshold voltage of the
상술된 수학식 1 내지 5를 참조하여, 본 발명에 따른 지연시간 비율 테이블(120)이 생성될 수 있다. 본 발명에 따른 지연시간은 게이트에 포함된 트랜지스터의 크기와 무관하므로 감소된 오버헤드를 갖는 게이트 지연시간 모델링이 가능하다.이하에서, 수학식 6 내지 9를 참조하여 pMOS 트랜지스터(110)의 너비(Wp)의 변화에 따른 지연시간 비율(η)의 변화량은 무관하다는 것이 설명된다. With reference to Equations 1 to 5 described above, the delay ratio table 120 according to the present invention may be generated. Since the delay time according to the present invention is independent of the size of the transistor included in the gate, it is possible to model the gate delay time with a reduced overhead. Hereinafter, the width (p) of the
수학식 6은 pMOS 트랜지스터(110)의 너비(Wp)의 변화에 대한 지연시간 비율(η)의 변화량을 보여주는 수학식이다. 수학식 6을 참조하면, d0 .5, nbb는 바디 바이어스 전압이 인가되기 전의 지연시간(이하에서 '제 1 지연시간'이라 한다.)을 가리키고, d0.5,bb는 바디 바이어스 전압이 인가된 후의 지연시간(이하에서, '제 2 지연시간'이라 한다.)을 가리킨다.Equation 6 is an equation showing the amount of change in the delay ratio η with respect to the change in the width W p of the
입력시간(tin)의 크기에 따라 pMOS 트랜지스터(110)의 너비의 변화(Wp)의 변화에 대한 지연시간들(d0.5,nbb, d0 .5, bb)의 변화량이 다를 수 있다. 따라서, 입력시간(tin)이 제 1 지연시간(d0 .5, nbb)보다 긴 경우(제 1 경우, 수학식 7 참조), 입력시간(tin)이 제 1 지연시간(d0 .5, nbb)보다 짧고 제 2 지연시간(d0 .5, bb)보다 긴 경우(제 2 경우, 수학식 8 참조), 및 입력시간(tin)이 제 2 지연시간(d0 .5, bb)보다 짧은 경우(제 3 경우, 수학식 9 참조)로 분류하여 이하에서 설명된다.Depending on the size of the input time (t in) can be different from the variation of the delay time for a change in the change of the width of the pMOS transistor (110) (W p) ( d 0.5, nbb, d 0 .5, bb). Accordingly, when longer than the input time (t in) the first delay time (d 0 .5, nbb) (first case, see Equation 7), the input time (t in) the first delay time (d 0. 5, nbb) shorter than the second delay time (d 0 .5, bb) is longer than (the second case, see equation (8)), and the input time (t in) is a second delay time (d 0 .5, bb ) and the following will be described below by classifying them into a case shorter than the third case (see Equation 9).
수학식 7은 제 1 경우(d0 .5,nbb<tin)를 보여주는 수학식이다. 수학식 7을 참조하면, κ1은 pMOS 트랜지스터(110)의 너비(Wp)를 제외한 나머지 상수 값들을 가리킨다. 1/κ1은 1보다 매우 작기 때문에, 1/(κ1Wp)의 값은 0에 근접할 것이다. 즉, 제 1 경우(d0 .5,nbb<tin)에서, pMOS 트랜지스터(110)의 너비(Wp)의 변화에 대한 지연시간 비율(η)의 변화는 무시할 수 있을 정도로 작을 것이다.Equation 7 is a mathematical expression showing the first case (d 0 .5, nbb <t in). Referring to Equation 7, k 1 denotes constant values except for the width W p of the
수학식 8은 상술된 제 2 경우(t0 .5,bb<tin<t0 .5 nbb)를 보여주는 수학식이다. 수학식 8을 참조하면, κ2은 pMOS 트랜지스터(110)의 너비(Wp)를 제외한 나머지 상수 값들을 가리킨다. 1/κ2은 1보다 매우 작기 때문에, 1/(κ2Wp)의 값 또한 0에 근접할 것이다. 즉, 제 2 경우에서, pMOS 트랜지스터(110)의 너비(Wp)의 변화에 대한 지연시간 비율(η)의 변화는 무시할 수 있을 정도로 작을 것이다.Equation 8 is an equation showing a case where the above-described claim 2 (t 0 .5, bb < t in <t 0 .5 nbb). Referring to Equation 8, κ 2 indicates constant values except for the width W p of the
수학식 9는 상술된 제 3 경우(tin<t0 .5, bb)를 보여주는 수학식이다. 수학식 9를 참조하면, κ3은 pMOS 트랜지스터(110)의 너비(Wp)를 제외한 나머지 상수들을 가리킨다. 1/κ3은 1보다 매우 작기 때문에, 1/(κ3Wp)의 값은 0에 근접할 것이다. 즉, 제 3 경우에서, pMOS 트랜지스터(110)의 너비(Wp)의 변화에 대한 지연시간 비율(η)의 변화는 무시할 수 있을 정도로 작을 것이다.Equation (9) is an equation showing a third case above (t in <t 0 .5, bb). Referring to Equation 9, k 3 denotes constants other than the width W p of the
수학식 7 내지 9를 참조하면, 상술된 제 1 내지 제 3 경우 모두에 대하여 pMOS 트랜지스터(110)의 너비(Wp)의 변화에 대한 지연시간 비율(η)의 변화량은 수학식 10과 같이 간략히 나타낼 수 있다.Referring to Equations 7 to 9, the change amount of the delay time ratio η with respect to the change in the width W p of the
수학식 10을 참조하면, κ는 pMOS 트랜지스터(110)의 너비(Wp)를 제외한 나머지 상수들을 가리킨다. 앞서 설명된 바와 같이 제 1 내지 제 3 경우들 모두에 대하여 1/κ는 1보다 매우 작으므로, pMOS 트랜지스터(110)의 너비(Wp)의 변화에 대한 지연시간 비율(η)의 변화는 무시할 수 있을 정도로 작을 것이다.Referring to Equation 10, k denotes constants other than the width W p of the
즉, 상술된 본 발명의 지연시간 비율은 트랜지스터들의 크기(예를 들어, 너비)와 무관하다. 따라서, 상술된 지연시간 비율을 사용하여 게이트 지연시간 모델링을 할 경우 오버헤드가 줄어들게 되므로, 칩 설계 시간 및 칩의 면적을 감소시킬 수 있다.In other words, the latency ratio of the present invention described above is independent of the size (eg, width) of the transistors. Therefore, the overhead is reduced when modeling the gate delay time using the above-described delay time ratio, thereby reducing the chip design time and the area of the chip.
도 4는 NOR 게이트(300)를 보여주는 회로도이다. 예시적으로, NOR 게이트(300)는 복수의 pMOS 트랜지스터(311, 312)가 스택된(stacked) 구조를 갖는다. 도 3을 참조하면, NOR 게이트(300)는 pMOS 트랜지스터들(311, 312), nMOS 트랜지스터들(321, 322), 및 캐패시터(330)를 포함한다. NOR 게이트(300)는 도 1의 인버터 게이트(200)와 달리, 복수의 pMOS 트랜지스터들(311, 312)이 스택된 구조를 갖기 때문에, pMOS 트랜지스터(311)의 전압 강하(Vx)로 인하여 pMOS 트랜지스터(312)가 공급받는 전원전압은 (VDD-Vx)가 된다. 이로 인하여, 지연시간(d0 .5) 및 지연시간 비율(η)이 달라질 수 있다. 따라서, 스택된 pMOS 트랜지스터의 수에 따라서 지연 시간 비율이 다르게 구성될 수 있다. 예를 들어, 앞서 설명된 수학식들을 적용하면, 도 3의 NOR 게이트(200)의 지연시간 비율(η')은 도 1의 인버터 게이트(100)의 지연시간 비율(η)과는 별개로 구성될 수 있다.4 is a circuit diagram illustrating a NOR
예시적으로, 스택(stack)은 게이트의 전원전압(VDD) 및 출력단 사이의 직렬 연결된 트랜지스터의 수를 가리킨다. 본 발명의 실시 예에서 스택(stack)은 전원전압(VDD) 및 출력단 사이의 직렬 연결된 pMOS 트랜지스터의 수를 가리키나, 본 발명의 범위가 이에 한정되는 것은 아니다.In an exemplary embodiment, the stack refers to the number of transistors connected in series between the gate supply voltage V DD and the output terminal. In an embodiment of the present invention, a stack refers to the number of pMOS transistors connected in series between a power supply voltage V DD and an output terminal, but the scope of the present invention is not limited thereto.
도 5는 AND 게이트(400)를 보여주는 회로도이다. 예시적으로, AND 게이트(400)는 다단 구조(multi-stage)를 갖는다. 도 4를 참조하면, AND 게이트(400)는 제 1 스테이지(S1) 및 제 2 스테이지(S2)를 포함한다. 예시적으로, 스테이지의 수는 게이트의 입력단 및 출력단 사이의 트랜지스터의 수를 가리킨다.5 is a circuit diagram illustrating an AND
제 1 스테이지(S1)는 pMOS 트랜지스터들(411, 412), nMOS 트랜지스터들(421, 422), 및 캐패시터(430)를 포함한다. 제 1 스테이지(S1)는 입력 신호들(A, B)에 응답하여 캐패시터(430)를 충전할 수 있다. 예를 들어, 입력신호들(A, B) 중 어느 하나가 로직 하이인 경우, 캐패시터(430)는 전원전압(VDD)으로 충전된다. 입력신호들(A, B) 모두가 로직 로우인 경우, 캐패시터(430)에 충전된 전하들은 nMOS 트랜지스터들(421, 422)을 통해 방전된다.The first stage S1 includes
제 2 스테이지(S2)는 pMOS 트랜지스터(441), nMOS 트랜지스터(451), 및 캐패시터(460)를 포함한다. 제 2 스테이지(S2)는 도 1의 인버터 게이트(200)와 동일한 구성을 갖는다. 제 2 스테이지(S2)는 제 1 스테이지(S1)의 출력에 응답하여, 제 1 스테이지(S1)의 출력을 반전하여 출력한다.The second stage S2 includes a
수학식 11은 AND 게이트(400)의 지연시간(dp)를 보여주는 수학식이다. 수학식 11을 참조하면, dp는 AND 게이트(400)의 지연시간을 가리키고, dp1은 제 1 스테이지(S1)의 지연시간을 가리키고, dp2는 제 2 스테이지(S2)의 지연시간을 가리킨다. d1 intr은 제 1 스테이지(S1)의 기생 캐패시터에 의한 지연시간을 가리키고, k1 LC1 L은 제 1 스테이지(S1)의 캐패시터(430)에 의한 지연시간을 가리킨다. d2 intr은 제 2 스테이지(S2)의 기생 캐패시터에 의한 지연시간을 가리키고, k2 LC2 L은 제 2 스테이지(S2)의 캐패시터(460)에 의한 지연시간을 가리킨다.Equation 11 shows the delay time d p of the AND
다단 구조를 갖는 AND 게이트(400)의 경우, 전하가 저장되는 캐패시터의 위치에 따라 지연시간(dp , bb)이 달라질 수 있다. 먼저, 제 1 스테이지(S1)의 캐패시터(430)에 전하가 저장되는 경우, 지연시간(dp,bb)는 수학식 12와 같을 것이다.In the case of an AND
수학식 12를 참조하면, 수학식 1 내지 10을 참조하여 설명된 지연시간 비율(η), 제 1 스테이지(S1)의 캐패시터(430)의 정전용량(C1 L), 및 입력 시간(tin)이 미리 결정되거나 또는 측정된 상수값이다. 따라서, AND 게이트(400)의 지연시간(dp , bb)은 k2 L에 의해 결정될 것이다.Referring to Equation 12, the delay time ratio η described with reference to Equations 1 to 10, the capacitance C 1 L of the
다음으로, 제 2 스테이지(S2)의 캐패시터(460)에 전하가 저장되는 경우, 지연시간(dp , bb)은 수학식 13과 같을 것이다.Next, when the charge is stored in the
수학식 13을 참조하면, AND 게이트(300)의 지연시간(dp , bb)은 dp , nbb 및 k2 L에 의해 결정될 수 있다. 수학식 11을 참조하여 정리하면, 수학식 14와 같이 k2 L을 구할 수 있다.Referring to Equation 13, the delay times d p and bb of the AND
따라서, 상술된 수학식 11 내지 14를 참조하여, 다단 구조를 갖는 게이트들의 지연시간(dp)을 구성할 수 있다. 즉, 다단 구조를 갖는 게이트들은 도 2의 인버터 게이트(200)와 다른 지연시간 테이블을 구성할 수 있을 것이다.Therefore, with reference to Equations 11 to 14, the delay time d p of the gates having the multi-stage structure can be configured. That is, the gates having the multi-stage structure may form a delay table different from that of the
도 6a 및 도 6b는 본 발명의 실시 예에 따른 출력 시간의 비율을 설명하기 위한 그래프이다. 예시적으로, 본 발명에 따른 출력시간(tout)은 출력신호(OUT)가 제 1 기준전압(예를 들어, 전원전압의 10%)에서 제 2 기준전압(예를 들어, 전원전압의 90%)에 도달하는 시간을 가리킨다.6A and 6B are graphs for describing a ratio of output time according to an embodiment of the present invention. In an exemplary embodiment, the output time t out according to the present invention is such that the output signal OUT has a second reference voltage (eg, 90% of the power supply voltage) at a first reference voltage (eg, 10% of the power supply voltage). Indicates the time to reach%).
도 6a를 참조하면, 출력신호(OUT)가 영전압부터 임의의 전압레벨(예를 들어, x*VDD)에 도달하는데 걸리는 시간(dx, 이하에서 '천이시간'이라 한다.)보다 입력시간(tin)이 긴 경우, 천이시간(dx)은 수학식 15와 같이 나타낼 수 있다. 이와 반대로, 출력신호(OUT)가 임의의 전압레벨(예를 들어, x*VDD)에 도달하는데 걸리는 천이시간(dx)보다 입력시간(tin)이 짧은 경우, 천이시간(dx)은 수학식 16과 같이 나타낼 수 있다.Referring to FIG. 6A, the output signal OUT is input from the time from zero voltage to a predetermined voltage level (for example, x * V DD ) rather than the time (d x , hereinafter referred to as 'transition time'). If the time t in is long, the transition time d x may be expressed as in Equation 15. On the contrary, when the input time t in is shorter than the transition time d x that takes for the output signal OUT to reach a certain voltage level (for example, x * V DD ), the transition time d x Can be expressed as in Equation 16.
수학식 15 및 16을 참조하면, 천이계수들(a, b)에 대한 제 1 및 제 2 천이시간들(da, db)을 구할 수 있다. 출력시간(tout)은 제 1 천이시간(da) 과 제 2 천이시간(db)의 차이를 가리키므로, 수학식 15 및 16을 참조하여 수학식 17과 같이 출력시간(tout)이 정리될 수 있다.Referring to Equations 15 and 16, first and second transition times d a and d b for the transition coefficients a and b may be obtained. Since the output time t out indicates a difference between the first transition time d a and the second transition time d b , the output time t out is represented by Equation 17 with reference to Equations 15 and 16. This can be cleaned up.
수학식 17을 참조하면, a 및 b는 출력신호(OUT)의 천이계수들을 가리킨다. 천이계수들(a, b)은 전원전압(VDD)에 대한 비율을 가리키는 계수들이다. α1, α2, β1, β2, 및 γ는 출력시간(tout)에 대한 변수들을 제외한 상수 값들을 가리킨다. 출력시간(tout)은 pMOS 트랜지스터의 임계전압(Vt), 너비(Wp) 및 천이시점들(a, b)에 의해 결정된다. 바디 바이어스 전압이 인가되기 전의 출력시간 및 바디 바이어스 전압이 인가된 후의 출력시간의 비율(χ)은 수학식 17을 참조하여 도출될 수 있다. Referring to Equation 17, a and b indicate transition coefficients of the output signal OUT. The transition coefficients a and b are coefficients indicating a ratio with respect to the power supply voltage V DD . α 1 , α 2 , β 1 , β 2 , and γ indicate constant values excluding variables for output time t out . The output time t out is determined by the threshold voltage V t , the width W p and the transition points a and b of the pMOS transistor. The ratio χ of the output time before the body bias voltage is applied and the output time after the body bias voltage is applied may be derived with reference to Equation 17.
수학식 18은 바디 바이어스 전압이 인가되기 전의 출력시간(tout , nbb) 및 바디 바이어스 전압이 인가된 후의 출력시간(tout , bb)의 비율(χ)을 보여주는 수학식이다. 수학식 18을 참조하면, 출력시간 비율(χ)은 바디 바이어스 전압이 인가되기 전의 pMOS 트랜지스터의 문턱전압(Vt , nbb), 바디 바이어스 전압이 인가된 후의 pMOS 트랜지스터의 문턱전압(Vt , bb), pMOS 트랜지스터의 너비(Wp), 및 천이시점들(a, b)에 의해 결정된다. 이 경우, 바디 바이어스 전압이 인가되기 전의 pMOS 트랜지스터의 문턱전압(Vt , nbb), 바디 바이어스 전압이 인가된 후의 pMOS 트랜지스터의 문턱전압(Vt , bb), 및 천이시점들(a, b)은 미리 결정되거나 또는 측정된 값들일 것이다. 따라서, 출력시간 비율(χ)과 연관된 변수는 pMOS 트랜지스터의 너비(Wp)일 수 있다.Equation 18 is an equation showing the ratio χ of the output time t out , nbb before the body bias voltage is applied and the output time t out , bb after the body bias voltage is applied. Referring to Equation 18, the output time ratio χ is the threshold voltage (V t , nbb ) of the pMOS transistor before the body bias voltage is applied, and the threshold voltages (V t , bb) of the pMOS transistor after the body bias voltage is applied. ), the width W p of the pMOS transistor, and transition time points a and b. In this case, the threshold voltages V t and nbb of the pMOS transistor before the body bias voltage is applied, the threshold voltages V t and bb of the pMOS transistor after the body bias voltage is applied, and the transition points a and b. May be predetermined or measured values. Thus, the variable associated with the output time ratio χ may be the width W p of the pMOS transistor.
수학식 19는 pMOS 트랜지스터 너비(Wp)의 변화에 따른 출력시간 비율의 변화량을 보여주는 수학식이다. 수학식 19를 참조하여, 도 6b에 도시된 제 1 내지 제 5 경우들(Ⅰ~Ⅴ)의 pMOS 트랜지스터 너비(Wp)의 변화에 따른 출력시간 비율(χ)의 변화량을 구할 수 있다.Equation 19 shows an amount of change in the output time ratio according to the change in the width of the pMOS transistor W p . With reference to Equation 19, the change amount of the output time ratio χ according to the change in the pMOS transistor width W p in the first to fifth cases I to V shown in FIG. 6B may be obtained.
먼저, 제 1 경우(Ⅰ, tin<da , nbb, tin<da , bb)에서 pMOS 트랜지스터 너비(Wp)의 변화에 따른 출력시간 비율의 변화량은 수학식 20과 같다. 수학식 20을 참조하면, κ4는 Wp를 제외한 나머지 상수값들을 가리킨다. 1/κ4는 0이므로, pMOS 트랜지스터 너비(Wp)의 변화에 따른 출력시간 비율(χ)의 변화량은 없다. 즉, 제 1 경우(ⅰ, tin<da,nbb, tin<da , bb)에서 출력시간 비율(χ)은 pMOS 트랜지스터의 너비와 무관하다.First, in the first case (I, t in <d a , nbb , t in <d a , bb ), the change amount of the output time ratio according to the change of the pMOS transistor width W p is expressed by Equation 20. Referring to Equation 20, κ 4 indicates constant values except W p . Since 1 / κ 4 is 0, there is no change in the output time ratio χ according to the change in the pMOS transistor width W p . That is, in the first case (t, t in <d a, nbb , t in <d a , bb ), the output time ratio χ is independent of the width of the pMOS transistor.
다음으로, 제 2 경우(Ⅱ, tin<db , nbb, da ,bb<tin<db , bb)에서 pMOS 트랜지스터 너비(Wp)의 변화에 따른 출력시간 비율(χ)의 변화량은 수학식 21과 같다. 수학식 21을 참조하면, κ5는 Wp를 제외한 나머지 상수 값들을 가리킨다. 1/κ5는 1보다 매우 작은 값이므로, pMOS 트랜지스터 너비(Wp)의 변화에 따른 출력시간 비율(χ)의 변화량은 무시될 수 있을 정도로 매우 작다.Next, in the second case (II, t in <d b , nbb , d a , bb <t in <d b , bb ), the change amount of the output time ratio χ according to the change of the pMOS transistor width W p is shown. Is as shown in Equation 21. Referring to Equation 21, κ 5 indicates constant values except W p . Since 1 / κ 5 is much smaller than 1, the amount of change in the output time ratio χ by the change in the pMOS transistor width W p is so small that it can be ignored.
다음으로, 제 3 경우(Ⅲ, da ,nbb<tin<db , nbb, da ,bb<tin<db , bb)에서 pMOS 트랜지스터 너비(Wp)의 변화에 따른 출력시간 비율(χ)의 변화량은 수학식 22와 같다. 수학식 22를 참조하면, κ6는 Wp를 제외한 나머지 상수값들을 가리킨다. 1/κ5는 1보다 매우 작은 값이므로, pMOS 트랜지스터 너비(Wp)의 변화에 따른 출력시간 비율(χ)의 변화량은 무시할 수 있을 정도로 작다.Next, in the third case (III, d a , nbb <t in <d b , nbb , d a , bb <t in <d b , bb ), the output time ratio according to the change of the pMOS transistor width W p is shown. The change amount of (χ) is shown in Equation 22. Referring to Equation 22, κ 6 indicates constant values except W p . Since 1 / κ 5 is much smaller than 1, the amount of change in the output time ratio χ according to the change in the pMOS transistor width W p is negligibly small.
다음으로, 제 4 경우(Ⅳ, da ,nbb<tin<db , nbb, db ,bb<tin)에서 pMOS 트랜지스터 너비(Wp)의 변화에 따른 출력시간 비율(χ)의 변화량은 수학식 23과 같다. 수학식 23을 참조하면, κ7는 Wp를 제외한 나머지 상수 값들을 가리킨다. 1/κ7는 1보다 매우 작은 값이므로, pMOS 트랜지스터 너비(Wp)의 변화에 따른 출력시간 비율(χ)의 변화량은 무시할 수 있을 정도로 매우 작다.Next, in the fourth case (IV, d a , nbb <t in <d b , nbb , d b , bb <t in ), the change amount of the output time ratio χ according to the change of the pMOS transistor width W p is shown. Is as shown in Equation 23. Referring to Equation 23, κ 7 indicates constant values except W p . Since 1 / κ 7 is much smaller than 1, the amount of change in the output time ratio χ caused by the change in the width of the pMOS transistor W p is negligibly small.
마지막으로, 제 5 경우(Ⅴ, db ,nbb<tin, db ,bb<tin)에서 pMOS 트랜지스터 너비(Wp)의 변화에 따른 출력시간 비율(χ)의 변화량은 수학식 24와 같다. 수학식 24를 참조하면, κ8는 Wp를 제외한 나머지 상수 값들을 가리킨다. 1/κ8의 값은 0이기 때문에, pMOS 트랜지스터 너비(Wp)의 변화에 따른 출력시간 비율(χ)의 변화량은 없다. 즉, 제 5 경우에서, 출력시간 비율은 pMOS 트랜지스터의 너비와 무관할 수 있다.Finally, in the fifth case (V, d b , nbb <t in , d b , bb <t in ), the change amount of the output time ratio χ according to the change of the pMOS transistor width W p is expressed by Equation 24 and same. Referring to Equation 24, κ 8 indicates constant values except W p . Since the value of 1 / κ 8 is 0, there is no change in the output time ratio χ according to the change in the pMOS transistor width W p . That is, in the fifth case, the output time ratio may be independent of the width of the pMOS transistor.
수학식 20 내지 24를 참조하여 설명된 바와 같이, 제 1 내지 제 5 경우(Ⅰ~Ⅴ) 모두에서 pMOS 트랜지스터 너비(Wp)의 변화에 대한 출력시간 비율(χ)의 변화량은 없거나 매우 작다. 따라서, 제 1 내지 제 5 경우(Ⅰ~Ⅴ) 모두에서, 출력시간 비율(χ)은 pMOS 트랜지스터 너비(Wp)와 무관할 수 있다.As described with reference to Equations 20 to 24, in both the first to fifth cases (I to V), the amount of change in the output time ratio χ to the change in the pMOS transistor width W p is small or very small. Therefore, in both the first to fifth cases (I to V), the output time ratio χ may be independent of the pMOS transistor width W p .
상술된 바와 같이, 게이트의 출력시간 비율을 모델링하여 게이트 출력시간 테이블과 조합하면, 바디 바이어스 인가 후의 게이트의 출력시간이 예측될 수 있다. 또한, 게이트의 구조(예를 들어, 트랜지스터의 스택의 수 및 스테이지의 수)만 고려하여 표준 게이트의 출력시간 비율을 모델링하므로 불필요한 오버헤드가 감소할 수 있다. 게이트의 구조에 따른 출력 시간의 모델링 방법은 앞서 설명된 게이트의 구조에 따른 지연시간 모델링 방법과 유사하므로 이에 대한 설명은 생략된다.As described above, when the ratio of the output time of the gate is modeled and combined with the gate output time table, the output time of the gate after applying the body bias can be predicted. In addition, since the ratio of output time of the standard gate is modeled by considering only the structure of the gate (for example, the number of stacks of transistors and the number of stages), unnecessary overhead may be reduced. Since the modeling method of the output time according to the gate structure is similar to the delay modeling method according to the gate structure described above, the description thereof is omitted.
도 7은 본 발명의 실시 예에 따른 게이트 지연시간의 모델링 방법을 보여주는 순서도이다. 간결한 설명을 위하여, 게이트 지연시간의 모델링 방법이 도 7을 참조하여 설명되나, 본 발명에 따른 게이트 출력시간 또한 도 7에 도시된 순서도에 따른 방법으로 모델링될 수 있다. 예시적으로, 게이트 지연 시간 및 출력 시간은 상술된 수학식들을 기반으로 모델링될 것이다.7 is a flowchart illustrating a method of modeling a gate delay time according to an exemplary embodiment of the present invention. For the sake of brevity, the method of modeling the gate delay time is described with reference to FIG. 7, but the gate output time according to the present invention may also be modeled by the method according to the flowchart shown in FIG. 7. By way of example, the gate delay time and output time will be modeled based on the equations described above.
도 7을 참조하면, S110 단계에서, 칩에 포함된 복수의 게이트들 중 일부가 선택된다. 선택된 게이트는 동일한 구조(예를 들어, 스택된 트랜지스터의 수 및 다단 구조가 동일)를 갖는 게이트들 중 특정 게이트일 수 있다.Referring to FIG. 7, in step S110, some of the plurality of gates included in the chip are selected. The selected gate may be a particular one of the gates having the same structure (eg, the same number of stacked transistors and the multi-stage structure).
S120 단계에서, 선택된 게이트의 구조가 판별된다. 예를 들어, 선택된 게이트의 스택의 수 및 스테이지의 수가 판별될 수 있다. In step S120, the structure of the selected gate is determined. For example, the number of stacks of selected gates and the number of stages can be determined.
S130 단계에서, S120 단계의 판별결과에 따라 지연시간 비율이 생성된다. 예를 들어, 상술된 수학식들을 기반으로 S120 단계의 분류결과에 따라 게이트의 지연시간 비율이 생성될 수 있다. 예시적으로, 생성된 게이트의 지연시간 시간 비율은 정보 저장 매체(예를 들어, 반도체 메모리, 플로피 디스크, 콤팩트 디스크, 하드 디스크 등)에 저장될 수 있다.In step S130, the delay time ratio is generated according to the determination result of step S120. For example, the delay time ratio of the gate may be generated according to the classification result of step S120 based on the above-described equation. In exemplary embodiments, the delay time ratio of the generated gate may be stored in an information storage medium (eg, a semiconductor memory, a floppy disk, a compact disk, a hard disk, or the like).
S140 단계에서, 생성된 지연시간 비율을 기반으로 선택된 게이트의 지연시간이 계산될 수 있다. 예를 들어, 바디 바이어스 인가 전 선택된 게이트의 지연시간은 미리 결정되거나 또는 측정될 수 있다. 따라서, 바디 바이어스 전압 인가 전 선택된 게이트의 지연시간 및 생성된 지연시간 비율을 기반으로 바디 바이어스 인가 후 선택된 게이트의 지연시간이 계산될 수 있다. 예시적으로, 선택된 게이트와 동일한 구조를 갖는 게이트들에서, 생성된 지연시간 비율을 기반으로 하여 바디 바이어스 전압 인가 후의 지연시간이 계산될 수 있다.In operation S140, the delay time of the selected gate may be calculated based on the generated delay time ratio. For example, the delay time of the selected gate before applying body bias can be predetermined or measured. Therefore, the delay time of the selected gate after applying the body bias may be calculated based on the delay time of the selected gate and the generated delay time ratio before applying the body bias voltage. For example, in gates having the same structure as the selected gate, the delay time after applying the body bias voltage may be calculated based on the generated delay ratio.
S150 단계에서, S140 단계의 계산 결과를 기반으로 지연시간 테이블이 생성될 수 있다. 생성된 테이블은 저장 매체(예를 들어, 반도체 메모리, 플로피 디스크, 콤팩트 디스크, 하드 디스크 등)에 저장될 수 있다. In operation S150, a delay table may be generated based on the calculation result of operation S140. The generated table may be stored in a storage medium (eg, semiconductor memory, floppy disk, compact disk, hard disk, etc.).
상술된 본 발명의 게이트 지연 시간 모델링 방법에 따르면, 불필요한 오버헤드를 최소화하면서 바디 바이어스 전압이 가해진 모든 게이트의 지연 시간이 예측될 수 있다. 예측된 지연시간 정보를 이용하여 칩 또는 회로 설계시 안정된 동작 성능, 감소된 비용 또는 감소된 면적이 제공된다.According to the gate delay time modeling method of the present invention described above, the delay time of all the gates to which the body bias voltage is applied can be estimated while minimizing unnecessary overhead. The predicted latency information is used to provide stable operating performance, reduced cost, or reduced area in chip or circuit design.
본 발명의 상세한 설명에서는 구체적인 실시 예에 관하여 설명하였으나, 본 발명의 범위에서 벗어나지 않는 한도 내에서 여러 가지 변형이 가능하다. 그러므로, 본 발명의 범위는 상술한 실시 예에 국한되어 정해져서는 안되며 후술하는 특허청구범위뿐만 아니라 이 발명의 특허청구범위와 균등한 것들에 의해 정해져야 한다.In the detailed description of the present invention, specific embodiments have been described, but various modifications may be made without departing from the scope of the present invention. Therefore, the scope of the present invention should not be limited to the above-described embodiments, but should be determined by the equivalents of the claims of the present invention as well as the following claims.
200 : 인버터 게이트
300 : NOR 게이트
400 : AND 게이트200: inverter gate
300: NOR gate
400: AND gate
Claims (7)
상기 복수의 게이트들 중 제 1 게이트를 선택하는 단계;
상기 선택된 제 1 게이트의 구조를 판별하는 단계;
상기 판별 결과에 따라 상기 선택된 제 1 게이트의 지연시간 비율을 생성하는 단계; 및
상기 생성된 지연시간 비율 및 상기 복수의 게이트들 중 제 2 게이트의 지연시간을 기반으로 바디 바이어스 전압이 인가된 경우의 상기 제 2 게이트의 지연시간을 계산하는 단계를 포함하고,
상기 제 1 및 제 2 게이트들은 서로 동일한 스택의 수 및 스테이지의 수를 갖고,
상기 스택의 수는 상기 제 1 및 제 2 게이트들의 전원전압 및 출력단 사이의 트랜지스터의 개수이고,
상기 스테이지의 수는 상기 제 1 및 제 2 게이트들의 입력단 및 출력단 사이의 트랜지스터의 개수인 게이트 지연시간 모델링 방법.In the delay time modeling method of a plurality of gates,
Selecting a first gate of the plurality of gates;
Determining a structure of the selected first gate;
Generating a delay time ratio of the selected first gate according to the determination result; And
Calculating a delay time of the second gate when a body bias voltage is applied based on the generated delay time ratio and the delay time of the second gate of the plurality of gates,
The first and second gates have the same number of stacks and number of stages,
The number of stacks is the number of transistors between a power supply voltage and an output terminal of the first and second gates,
And the number of stages is a number of transistors between an input terminal and an output terminal of the first and second gates.
상기 지연시간은 입력신호가 변하는 시점부터 출력신호가 전원 전압의 1/2배가 되는 시점인 게이트 지연시간 모델링 방법.The method of claim 1,
And the delay time is a time point at which the output signal is 1/2 times the power supply voltage from a time point at which the input signal changes.
상기 제 1 및 제 2 게이트들 각각에 포함된 트랜지스터들은 서로 다른 너비를 갖는 게이트 지연시간 모델링 방법.3. The method of claim 2,
And transistors included in each of the first and second gates have different widths.
상기 선택된 게이트의 구조를 판별하는 단계는,
상기 선택된 게이트가 다단 구조인지 판별하는 단계; 및
상기 선택된 게이트가 스택 구조인지 판별하는 단계를 포함하는 게이트 지연시간 모델링 방법.The method of claim 1,
Determining the structure of the selected gate,
Determining whether the selected gate is a multi-stage structure; And
And determining whether the selected gate is a stack structure.
상기 판별 결과에 따라 지연시간 비율을 생성하는 단계는,
상기 판별된 다단 구조 및 상기 판별된 스택 구조에 따라 각각 서로 다른 지연시간 비율을 생성하는 단계를 포함하는 게이트 지연시간 모델링 방법.5. The method of claim 4,
Generating a delay time ratio according to the determination result,
And generating different delay time ratios according to the determined multi-stage structure and the determined stack structure.
상기 복수의 게이트들 각각의 지연시간 및 상기 생성된 지연시간 비율에 기반하여, 상기 바디 바이어스 전압이 인가된 경우의 상기 복수의 게이트들 각각의 지연시간을 계산하는 단계를 더 포함하는 게이트 지연시간 모델링 방법.The method of claim 1,
Calculating a delay time of each of the plurality of gates when the body bias voltage is applied, based on the delay time of each of the plurality of gates and the generated delay time ratio. Way.
상기 복수의 게이트들 중 제 1 게이트를 선택하는 단계;
상기 선택된 제 1 게이트의 구조를 판별하는 단계;
상기 판별 결과에 따라 출력시간 비율을 생성하는 단계; 및
상기 생성된 출력시간 비율 및 복수의 게이트들 중 제 2 게이트의 출력시간을 기반으로, 바디 바이어스 전압이 인가된 경우의 상기 제 2 게이트의 출력시간을 계산하는 단계를 포함하고,
상기 제 1 및 제 2 게이트들 각각은 서로 동일한 스택의 수 및 스테이지의 수를 갖고,
상기 스택의 수는 상기 제 1 및 제 2 게이트들의 전원전압 및 출력단 사이의 트랜지스터의 개수이고,
상기 스테이지의 수는 상기 제 1 및 제 2 게이트들의 입력단 및 출력단 사이의 트랜지스터의 개수인 게이트 출력시간 모델링 방법.
In the output time modeling method of a plurality of gates,
Selecting a first gate of the plurality of gates;
Determining a structure of the selected first gate;
Generating an output time ratio according to the determination result; And
Calculating an output time of the second gate when a body bias voltage is applied, based on the generated output time ratio and the output time of the second gate of the plurality of gates,
Each of the first and second gates has the same number of stacks and number of stages as each other,
The number of stacks is the number of transistors between a power supply voltage and an output terminal of the first and second gates,
And the number of stages is the number of transistors between an input terminal and an output terminal of the first and second gates.
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KR1020120115554A KR20140050151A (en) | 2012-10-17 | 2012-10-17 | Method for modeling delay time and output time of gate |
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Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US9953597B2 (en) | 2014-11-10 | 2018-04-24 | Samsung Display Co., Ltd. | Method for driving display panel by outputting data signals according to delay signal, driving unit of display panel and display device having the same |
KR20200005832A (en) | 2018-07-09 | 2020-01-17 | 에스케이하이닉스 주식회사 | Circuit module for modelling a digital circuit and device for simulating a digital ciruit including the circuit module |
-
2012
- 2012-10-17 KR KR1020120115554A patent/KR20140050151A/en not_active Application Discontinuation
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