KR20220045948A - 프로세스, 전압 및 온도로 인한 회로 속도 변화의 디지털 센서 네트워크를 사용한 원격 매핑 - Google Patents

프로세스, 전압 및 온도로 인한 회로 속도 변화의 디지털 센서 네트워크를 사용한 원격 매핑 Download PDF

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Abstract

집적 회로에서 핫스팟을 식별하고 매핑하기 위해 디지털 센서 네트워크가 집적 회로 상에 오버레이된다. 디지털 센서 네트워크는 집적 회로의 집적 회로 컴포넌트의 영역 내에 분포된 복수의 디지털 센서를 포함할 수 있다. 복수의 디지털 센서들 각각은 링 발진기를 포함할 수 있고, 지정된 주기 동안 카운트된 링 발진기의 카운터 값을 출력하도록 구성될 수 있다. 통신 회로를 통해 복수의 디지털 센서에 통신 가능하게 연결된 센서 네트워크 제어 유닛이 제공될 수 있다. 센서 네트워크 제어 유닛은 복수의 디지털 센서 각각으로부터의 카운터 값을 포함하는 복수의 카운터 값을 수신하고 집적 회로의 영역 내에서 핫스팟을 식별하도록 구성될 수 있다.

Description

프로세스, 전압 및 온도로 인한 회로 속도 변화의 디지털 센서 네트워크를 사용한 원격 매핑{REMOTE MAPPING OF CIRCUIT SPEED VARIATION DUE TO PROCESS, VOLTAGE AND TEMPERATURE USING A NETWORK OF DIGITAL SENSORS}
최신의 전자 디바이스를 동작시키는 전자 회로는 엄청나게 강력해졌다. 회로는 대개 초당 많은 수의 계산을 수행하여 정교한 기능과 애플리케이션을 가능하게 한다. 그러나 이들 회로가 동작할 때, 회로는 자신의 동작에 전력을 공급하기 위해 더 많은 전압 및/또는 전류를 요구한다. 전류 요구가 증가함에 따라, (저항에 걸친 전류 증가로 인해) 회로의 온도가 증가한다. 회로의 온도가 증가함에 따라, 회로의 전체 성능은 저하될 수 있다. 따라서, 회로의 온도를 모니터링하는 것은 유용할 수 있다. 회로의 온도가 특정 문턱값을 초과하여 상승하는 것으로 결정되면, 회로가 적절하게 냉각될 수 있도록 문턱값 온도에 접근하거나 문턱값 온도를 초과할 수 있는 특정 회로로부터 특정 기능 및/또는 계산을 오프로드하는 단계가 수행될 수 있다.
종래의 프로세스, 전압 및 온도 온칩 모니터링은 매우 크고, 자체 전원 공급 장치가 필요하며 칩에 희박하게 배치될 수 있는 매우 정확한 아날로그 회로로 수행된다. 크기, 전력 요구 사항으로 인해, 전압 또는 온도 센서는 대개 임계 회로에서 멀리 떨어져 배치되며, 임계 영역 내부의 속도, 전압 또는 온도를 직접 측정하는 데 사용될 수 없다.
본 명세서에 포함되고 본 명세서의 일부를 구성하는 첨부 도면은 다양한 실시예들의 예시적인 실시예들을 도시하고, 상기 제공된 일반적인 설명 및 아래에 제공된 상세한 설명과 함께 청구 범위의 특징을 설명하는 역할을 한다. 본 개시의 양태는 첨부 도면과 함께 아래의 상세한 설명을 읽음으로써 가장 잘 이해된다. 본 산업계에서의 표준적인 실시에 따라, 다양한 피처들은 실척도로 도시되지 않았음을 유념한다. 사실, 다양한 피처들의 치수는 설명의 명료함을 위해 임의적으로 증가되거나 또는 감소될 수 있다.
도 1은 다양한 실시예들을 구현하기 위한 집적 회로 상의 예시적인 디지털 센서 네트워크를 도시하는 컴포넌트 블록도이다.
도 2는 다양한 실시예들을 구현하기에 적합한 예시적인 디지털 센서를 도시하는 컴포넌트 블록도이다.
도 3은 일 실시예에 따른 디지털 센서에서 환경 조건을 감지하기 위한 방법을 도시하는 프로세스 흐름도이다.
도 4는 집적 회로 상의 온도 감소를 도시하는 그래프도이다.
도 5는 다양한 실시예들을 구현하기에 적합한 집적 회로 상의 예시적인 디지털 센서 네트워크를 도시하는 컴포넌트 블록도이다.
도 6a 내지 도 6d는 다양한 실시예들을 구현하기에 적합한 집적 회로 상의 디지털 센서 네트워크의 임계 타일의 예를 도시하는 컴포넌트 블록도이다.
도 7은 일 실시예에 따른 센서 네트워크 제어 유닛의 자체 교정 방법을 도시하는 프로세스 흐름도이다.
도 8은 일 실시예에 따른 핫스팟을 식별하고 매핑하는 방법을 도시하는 프로세스 흐름도이다.
도 9는 다양한 실시예들을 구현하기에 적합한 예시적인 센서 네트워크 제어 유닛을 도시하는 컴포넌트 블록도 및 프로세스 흐름도이다.
다음의 개시는 제공된 주제의 상이한 피처들을 구현하는 다수의 상이한 실시예들 또는 예들을 제공한다. 컴포넌트 및 배치의 특정한 예들이 본 개시를 단순화하기 위해 아래에 설명된다. 물론, 이러한 설명은 단지 예일 뿐 제한하기 위한 것이 아니다. 다양한 실시예들은 첨부 도면을 참조하여 상세하게 설명될 것이다. 가능하다면, 동일하거나 유사한 부분을 나타내기 위해 도면 전체에 걸쳐 동일한 참조 번호가 사용될 것이다. 특정 예들 및 구현예들에 대한 참조는 예시를 위한 것이며, 청구 범위를 제한하기 위한 것이 아니다.
더욱이, "아래", "밑", "하위", "위", "상위" 등과 같은 공간적으로 상대적인 용어들이 도면에 도시된 바와 같이 다른 요소(들) 또는 피처(들)에 대한 하나의 요소 또는 피처의 관계를 설명하는 데 설명의 용이함을 위해 본 명세서에서 사용될 수 있다. 공간적으로 상대적인 용어들은 도면에 도시된 방향은 물론 사용 중이거나 동작 중인 디바이스의 상이한 방향을 포함하기 위한 것이다. 장치는 다른 식으로 배향될 수 있고(90도 회전 또는 다른 방향으로 있음), 그에 맞춰 본 명세서에서 사용되는 공간적으로 상대적인 기술어들이 마찬가지로 이해될 수 있다.
"프로세서", "프로세서 코어", "제어기" 및 "제어 유닛"이라는 용어는 달리 언급되지 않는 한, 소프트웨어 구성 프로세서, 하드웨어 구성 프로세서, 범용 프로세서, 전용 프로세서, 단일 코어 프로세서, 동종 멀티 코어 프로세서, 이종 멀티 코어 프로세서, 멀티 코어 프로세서의 코어, 마이크로 프로세서, 중앙 처리 장치(central processing unit; CPU), 그래픽 처리 장치(graphics processing unit; GPU), 디지털 신호 프로세서(digital signal processor; DSP) 등, 제어기, 마이크로 제어기, 필드 프로그램 가능 게이트 어레이(field programmable gate array; FPGA), 주문형 반도체(application-specific integrated circuit; ASIC), 기타 프로그램 가능 로직 디바이스, 이산 게이트 로직, 트랜지스터 로직 등 중 임의의 하나 또는 모두를 나타내기 위해 본 명세서에서 상호 교환 가능하게 사용된다. 프로세서는 집적 회로일 수 있으며, 이는 집적 회로 컴포넌트가 실리콘과 같은 단일 조각의 반도체 물질 상에 존재하도록 구성될 수 있다.
다양한 실시예들은 프로세스, 전압 및/또는 온도로 인한 회로 속도 변화의 디지털 센서 네트워크를 사용한 원격 매핑을 위한 디바이스, 방법 및 이러한 방법을 구현하는 처리 디바이스를 포함할 수 있다. 일부 실시예들은 집적 회로 상에 대칭 패턴으로 분포된 디지털 센서 네트워크를 포함할 수 있다. 각각의 디지털 센서는 디지털 센서에서의 프로세스, 전압 및/또는 온도 측정을 나타내는 센서 신호를 생성 및 출력할 수 있다. 일부 실시예들은 센서 신호를 수신하고, 디지털 센서 네트워크의 임계 디지털 센서 및 임계 디지털 센서가 속하는 임계 타일을 식별하고, 임계 타일에서 핫스팟, 피크 프로세스의 위치, 전압 및/또는 온도 측정을 결정 및 매핑하며, 핫스팟을 집적 회로 상에 매핑하는 센서 네트워크 제어 유닛을 포함할 수 있다. 일부 실시예들은 디지털 센서의 변화를 조정하기 위해 센서 네트워크 제어 유닛의 자체 교정 프로세스를 포함할 수 있다.
온도 또는 전압/프로세스 속도를 모니터링하기 위한 종래의 수단 및 방법은 집적 회로 컴포넌트의 실제 회로 내에 배치하기에는 너무 큰 대형 아날로그 센서를 사용하는 것을 포함한다. 오히려, 아날로그 센서는 일반적으로 집적 회로 컴포넌트의 영역 외부에 배치된다. 아날로그 센서의 크기와 배치는 아날로그 센서가 측정할 수 있는 속도에 영향을 줄 수 있다. 더욱이, 아날로그 센서의 크기 및 배치는 아날로그 센서를 위한 별도의 전원 공급 장치를 요구할 수 있다. 아날로그 센서는 센서에서 정확한 온도 측정을 수행할 수 있지만, 아날로그 센서의 크기는 종종 회로 자체에서 떨어진 위치로 그 배치를 제한하거나, 집적 회로의 서브 섹션 내의 이산 영역이 아닌 전체 컴포넌트의 전체적인 온도 측정만을 허용할 수 있는 영역으로 그 배치를 제한한다. 따라서, 측정된 온도에 대응하여 임계 영역의 크기와 동일한 스케일로 조정이 이루어진다. 다시 말하면, 컴포넌트의 서브 섹션의 보다 세분화된 수정이 아닌 전체 컴포넌트의 동작이 수정될 수 있다. 비슷한 이유로, 전압/프로세스 속도에 대한 아날로그 센서 측정은 일반적으로 집적 회로 컴포넌트의 시작 및 초기 속도 테스트에 사용되며, 동작 중 컴포넌트의 관리에는 사용되지 않는다. 아날로그 센서 측정을 기반으로 수행될 조정의 결정은 소프트웨어로 구현되며, 이로 인해 아날로그 센서 측정에 대한 반응 시간이 증가하고 대개 최신의 집적 회로에는 너무 느리다. 종래의 아날로그 센서는 통상적으로 임계 영역에서 멀리 떨어져 배치되며, 열원 또는 전압 강하를 정확히 찾아낼 수 없다. 이러한 이유로, 종래의 시스템 및 센서는 집적 회로의 기능을 보장하기 위해 최악의 경우를 가정한다. 이러한 종래의 접근법은 조잡하고 비관적이다.
아날로그 센서의 단점은 집적 회로의 일부 또는 전부에 균일하게 또는 준균일하게 분포된 더 작은 이산 디지털 센서의 네트워크를 사용함으로써 극복될 수 있다. 디지털 센서는 집적 회로 컴포넌트의 영역 내에 배치될 수 있을 정도로 작아서, 집적 회로 상의 아날로그 센서로 할 수 있는 것보다 프로세스, 온도 및/또는 전압 측정의 미세한 세분화를 제공한다. 디지털 센서의 미세한 세분화는 아날로그 회로에 의한 측정과 비교하여 집적 회로 컴포넌트 내에서 프로세스, 온도 및/또는 전압의 측정 위치의 정확도를 증가시킬 수 있다. 디지털 센서는 전용 전압 공급 장치가 필요하지 않을 수 있기 때문에, 부분적으로 아날로그 센서보다 작을 수 있다. 디지털 센서의 정확도는 아날로그 센서만큼 정확하지 않을 수 있지만, 디지털 센서는 대응하는 아날로그 센서보다 측정시 수십 배 더 빠를 수 있다.
센서 네트워크 제어 유닛이 디지털 센서의 측정을 해석하고, 집적 회로 컴포넌트의 임계 영역을 검출하고, 임계 영역에서의 온도 및/또는 전압 구배의 로컬 맵을 구성하며, 임계 영역 및 집적 회로에서의 피크 온도 및/또는 전압의 위치를 식별할 수 있다. 일부 실시예들에서, 센서 네트워크 제어 유닛은 센서 네트워크 제어 유닛의 기능을 구현하도록 구성된 하드웨어 회로일 수 있다. 하드웨어 회로 기반 센서 네트워크 제어 유닛은 디지털 센서의 미세한 세분화 측정을 사용하여 집적 회로에서의 피크 온도 및/또는 전압을 더 정확하게 찾을 뿐만 아니라 아날로그 회로의 측정을 해석하기 위한 소프트웨어보다 빠르게 측정을 결정할 수 있다.
센서 네트워크 제어 유닛은 디지털 센서의 변화를 처리하기 위해 센서 네트워크 제어 유닛 동작에 의해 사용되는 값을 조정할 수 있는 자체 교정 프로세스를 추가로 구현할 수 있다. 디지털 센서에서의 이러한 변화는 시간에 따른 제조 편차 또는 컴포넌트 열화의 결과일 수 있다. 자체 교정 프로세스는 디지털 센서의 일반적인 설계 성능 특성의 기준치 및 제어된 조건하에서의 디지털 센서의 측정을 사용하여 일반적인 설계 성능 특성에서 벗어난 측정을 제공하는 디지털 센서의 교정 계수를 계산할 수 있다. 교정 계수는 임계 영역에서의 온도 및/또는 전압 구배의 로컬 맵을 구성하고, 임계 영역 및 집적 회로에서의 피크 온도 및/또는 전압의 위치를 식별하기 위한 계산에 사용될 수 있다.
디지털 센서 네트워크 및 센서 네트워크 제어 유닛에 의해 제공되는 더 미세한 레벨의 세분화 및 더 빠른 속도로 피크 온도 및/또는 전압의 위치를 결정하는 것은, 집적 회로의 성능 및/또는 수명에 영향을 줄 수 있는 집적 회로의 임의의 회로에서의 온도 또는 전압 인출을 검출하기 위한 수단을 제공할 수 있다. 디지털 센서 네트워크 및 센서 네트워크 제어 유닛에 의해 결정된 정보는 집적 회로의 전체 컴포넌트가 아닌 집적 회로 컴포넌트 내의 회로를 정확하게 제어하기 위해 사용되어 나머지 컴포넌트의 사용을 희생하지 않고도 회로 상의 피크 온도 및/또는 전압의 영향을 완화시킬 수 있다.
도 1은 다양한 실시예들을 구현하기에 적합한 집적 회로 상의 예시적인 디지털 센서 네트워크를 도시한다. 집적 회로는 프로세서(102), 캐시 메모리(104), 지적 재산(Intellectual Property; IP) 유닛(106)(시스템에 통합될 수 있는 임의의 특수 목적 로직 블록/유닛/코어 회로를 포함할 수 있음), 네트워킹 유닛(108), 입출력(IO) 유닛(110) 및/또는 시스템 제어기(118)의 임의의 수 및 조합과 같은 다양한 컴포넌트를 포함할 수 있다. 또한, 집적 회로는 집적 회로에 걸쳐 배치된 디지털 센서(114)의 임의의 수 및 조합, 그리고 센서 네트워크 제어 유닛(112)을 포함할 수 있는 디지털 센서 네트워크(100)를 포함할 수 있다.
도 2를 참조하여 본 명세서에서 더 설명되는 디지털 센서(114)는 집적 회로 컴포넌트(102, 104, 106, 108, 112)의 회로 사이의 집적 회로 기판 상에 배치될 수 있다. 일부 실시예들에서, 디지털 센서(114)는 집적 회로 컴포넌트(102, 104, 106, 108, 112)의 영역 내에서 균일하게 분포될 수 있다. 일부 실시예들에서, 집적 회로 컴포넌트(102, 104, 106, 108, 112)의 회로의 위치는 집적 회로 컴포넌트(102, 104, 106, 108, 112)의 영역 내에서 디지털 센서(114)의 균일 분포를 허용하지 않을 수 있으며, 디지털 센서(114)는 집적 회로 컴포넌트(102, 104, 106, 108, 112)의 영역 내에서 준균일하게 분포될 수 있다. 준균일 분포는, 디지털 센서(114)가 균일 분포로 위치할 수 있는 곳에 위치하는 집적 회로 컴포넌트(102, 104, 106, 108, 112)의 회로에 의한 레이아웃 제한이 주어지면, 가능한 한 균일 분포에 가까운 분포일 수 있다. 균일 분포 및 준균일 분포는 집적 회로 컴포넌트(102, 104, 106, 108, 112)의 회로 설계를 방해하지 않도록 설계될 수 있다. 각각의 디지털 센서(114)는 디지털 센서(114)의 감지 범위 내에서 조건에 반응함으로써 디지털 센서(114)의 감지 범위 내에서 회로에 대한 프로세스 속도, 온도 및/또는 전압을 측정할 수 있다.
각각의 디지털 센서(114)는 통신 회로(116)에 의해 센서 네트워크 제어 유닛(112)에 통신 가능하게 연결될 수 있다. 일부 실시예들에서, 통신 회로(116)는 디지털 센서(114) 및 디지털 센서(114)의 센서 식별자와 연관된 센서 네트워크 제어 유닛(112)에서의 전용 입력 핀과 디지털 센서(114) 사이의 개별 통신 라인일 수 있다. 센서 식별자는 측정이 전송되는 디지털 센서(114)를 센서 네트워크 제어 유닛(112)에 나타낼 수 있다. 디지털 센서(114)는 개별 통신 라인을 통해 측정 값을 센서 네트워크 제어 유닛(112)의 전용 입력 핀에 전송할 수 있다. 일부 실시예들에서, 통신 회로(116)는 다수의 디지털 센서(114)와 센서 네트워크 제어 유닛(112) 사이의 통신 버스일 수 있다. 디지털 센서(114)는 통신 버스를 통해 측정 값 및 센서 식별자를 센서 네트워크 제어 유닛(112)에 전송할 수 있다. 일부 실시예들에서, 디지털 센서(114)는 측정 값 및/또는 센서 식별자를 센서 네트워크 제어 유닛(112)에 의해 액세스 가능한 레지스터 또는 캐시와 같은 메모리(도시되지 않음)에 직접 기록할 수 있다. 일부 실시예들에서, 디지털 센서(114)는 측정 값 및/또는 센서 식별자를 센서 네트워크 제어 유닛 액세스 가능 메모리 내의 디지털 센서(114)에 대한 전용 어드레스에 기록할 수 있다. 일부 실시예들에서, 디지털 센서(114)는 측정 값 및/또는 센서 식별자를 센서 네트워크 제어 유닛 액세스 가능 메모리 내의 제 1 사용 가능 어드레스에 기록할 수 있다.
센서 네트워크 제어 유닛(112)은 통신 회로(116)를 통해 디지털 센서(114)로부터 측정 값 및/또는 센서 식별자를 수신할 수 있다. 일부 실시예들에서, 센서 네트워크 제어 유닛(112)은 측정 값 및/또는 센서 식별자를 센서 네트워크 제어 유닛 액세스 가능 메모리(도시되지 않음)에 기록할 수 있다. 일부 실시예들에서, 센서 네트워크 제어 유닛(112)은 측정 값 및/또는 센서 식별자를 전용 입력 핀과 연관된 센서 네트워크 제어 유닛 액세스 가능 메모리 내의 어드레스에 기록할 수 있다. 일부 실시예들에서, 센서 네트워크 제어 유닛(112)은 측정 값 및/또는 센서 식별자를 센서 식별자와 연관된 센서 네트워크 제어 유닛 액세스 가능 메모리 내의 어드레스에 기록할 수 있다. 일부 실시예들에서, 센서 네트워크 제어 유닛(112)은 측정 값 및/또는 센서 식별자를 센서 네트워크 제어 유닛 액세스 가능 메모리 내의 제 1 사용 가능 어드레스에 기록할 수 있다.
센서 네트워크 제어 유닛(112)은 센서 네트워크 제어 유닛 액세스 가능 메모리로부터 측정 값 및 센서 식별자를 리트리브할 수 있고, 리트리브된 측정 값 및 센서 식별자를 사용하여 본 명세서에서 임계 타일(512)로 지칭되며 도 5를 참조하여 더 설명되는 임계 그룹의 디지털 센서(114)를 식별할 수 있다. 센서 네트워크 제어 유닛(112)은 센서 네트워크 제어 유닛 액세스 가능 메모리의 임의의 수 및 조합으로부터, 측정 값, 임계 타일의 센서 식별자, 타일 식별자, 집적 회로 상의 타일 위치, 교정 계수 및 피팅 매트릭스 계수와 같은 다른 데이터(모두 도 7 내지 도 9를 참조하여 본 명세서에서 더 설명됨)를 리트리브하고 사용할 수 있다. 센서 네트워크 제어 유닛(112)은 다른 데이터를 사용하여 곱셈-가산 연산과 같은 다양한 산술 연산을 구현하여 도 6 내지 도 9를 참조하여 더 설명되는 임계 타일에서의 핫스팟, 피크 프로세스 위치, 전압 및/또는 온도 측정을 결정하고, 핫스팟을 집적 회로 상에 매핑할 수 있다. 핫스팟은 임계 타일의 영역 내의 위치에 매핑될 수 있으며, 이는 집적 회로 컴포넌트(102, 104, 106, 108, 112)의 영역의 하위 영역일 수 있다. 센서 네트워크 제어 유닛(112)은 핫스팟의 위치 및 핫스팟의 프로세스 속도, 온도 및/또는 전압을 시스템 제어기(118)에 출력할 수 있다.
시스템 제어기(118)는 핫스팟의 프로세스 속도, 온도 및/또는 전압을 조정하기 위해 적절한 단계를 취할 수 있다. 예를 들어, 시스템 제어기(118)는 핫스팟에 위치한 컴포넌트(102, 104, 106, 108, 112)의 일부의 주파수를 감소시킬 수 있고, 핫스팟에 위치한 컴포넌트(102, 104, 106, 108, 112)의 일부로부터 컴포넌트(102, 104, 106, 108, 112)의 다른 부분(예를 들어, 다른 처리 코어) 등으로 처리 작업 부하를 전달할 수 있다.
센서 네트워크 제어 유닛(112)은 또한 디지털 센서(114)의 제조 편차 및 열화를 처리하기 위해 자체 교정할 수 있다. 센서 네트워크 제어 유닛(112)은 처리 부하 및 지정된 주파수와 같은 제어된 조건하에서 디지털 센서(114)에 의해 취해지고 디지털 센서(114)로부터 수신된 측정을 디지털 센서(114)의 일반적인 설계 성능 특성의 기준치와 비교할 수 있는 자체 교정 프로세스를 구현할 수 있다. 비교는 디지털 센서(114)에 대한 교정 계수를 출력하도록 구성된 계산(도 8 및 도 9를 참조하여 본 명세서에서 더 설명됨)일 수 있다. 교정 계수는 각각의 디지털 센서(114)에 대해 계산되고, 교정 계수를 디지털 센서(114)와 관련시키는 방식으로 센서 네트워크 제어 유닛 메모리에 저장될 수 있다. 교정 계수는 디지털 센서(114)의 제조 편차 및 열화를 조정하기 위해 핫스팟의 프로세스 속도, 온도 및/또는 전압의 계산에 사용될 수 있다. 교정 계수를 사용하여 계산된 핫스팟은 핫스팟의 위치를 식별하고, 핫스팟을 임계 타일에 매핑하고, 핫스팟을 집적 회로 상에 매핑하는 데 사용될 수 있다.
도 2는 다양한 실시예들을 구현하기에 적합한 예시적인 디지털 센서를 도시한다. 디지털 센서(114)는 링 발진기(200), 고속 카운터(202), 카운터 저장 장치(204) 및 저장 신호 동기화기(206)를 포함할 수 있다. 이러한 디지털 센서 컴포넌트(200, 202, 204, 206)는 디지털 센서(114)가 집적 회로 컴포넌트(예를 들어, 도 1의 프로세서(102), 캐시 메모리(104), IP 유닛(106), 네트워킹 유닛(108), IO 유닛(110), 도 5의 집적 회로 컴포넌트(500))의 영역 내에서 균일 분포 또는 준균일 분포로 배치될 수 있도록 크기 조정될 수 있다. 전형적인 아날로그 온도 센서는 200㎛2의 영역을 가질 수 있지만, 디지털 센서(114)는 훨씬 더 작은 영역을 가질 수 있다. 예를 들어, 디지털 센서(114)는 5nm 핀 전계 효과 트랜지스터(fin field effect transistor; FinFET) 기술과 같은 나노미터 스케일 트랜지스터 기술을 사용할 수 있고, 10.6㎛2의 영역을 가질 수 있다. 디지털 센서(114)는 센서 범위 내에서 열 또는 전압과 같은 환경 조건에 반응하고, 디지털 센서(114)에 대한 환경 조건의 영향을 측정하며, 측정으로서 프로세스 속도, 온도 및/또는 전압을 나타내는 측정을 출력할 수 있다. 여기서, "측정", "측정 값" 및 "카운터 값"이라는 용어는 디지털 센서(114)에 대한 환경 조건 영향을 나타내는 디지털 센서(114)의 출력 데이터를 나타내기 위해 상호 교환 가능하게 사용된다.
링 발진기(200)는 링 발진기(200)가 트리거 신호(208)를 수신할 수 있는 입력 핀을 포함할 수 있다. 트리거 신호(208)는 디지털 센서(114)의 센서 범위에서 환경 조건을 측정할 때 및 측정하지 않을 때를 디지털 센서(114)에 나타낼 수 있는 디지털 신호일 수 있다. 예를 들어, 트리거 신호(208)의 상승 에지는 환경 조건의 측정을 시작하도록 디지털 센서(114)에 나타낼 수 있고, 트리거 신호(208)의 높은 값은 환경 조건의 측정을 계속하도록 디지털 센서(114)에 나타낼 수 있다. 유사하게, 트리거 신호(208)의 하강 에지는 환경 조건의 측정을 중지하도록 디지털 센서(114)에 나타낼 수 있고, 트리거 신호(208)의 낮은 값은 환경 조건을 계속 측정하지 않도록 디지털 센서(114)에 나타낼 수 있다. 일부 실시예들에서, 트리거 신호(208)의 상승 에지 및 높은 값 및 트리거 신호(208)의 하강 에지 및 낮은 값의 지시는 반전될 수 있다. 일부 실시예들에서, 트리거 신호(208)는 제 1 전압 또는 전류가 환경 조건의 측정을 시작하고 환경 조건의 측정을 계속하도록 디지털 센서(114)에 나타낼 수 있는 아날로그 신호일 수 있다. 유사하게, 트리거 신호(208)의 제 2 전압 또는 전류는 환경 조건의 측정을 중지하고 환경 조건을 계속 측정하지 않도록 디지털 센서(114)에 나타낼 수 있다. 명료함을 위해, 본 명세서의 예들은 환경 조건의 측정을 시작 및 유지하도록 디지털 센서(114)에 나타내기 위해 트리거 신호(208)의 상승 에지 및 높은 값을 사용하고, 환경 조건의 측정을 중지 및 유지하지 않도록 디지털 센서(114)에 나타내기 위해 트리거 신호(208)의 하강 에지 및 낮은 값을 사용하여 설명된다. 트리거 신호(208)는 환경 조건의 측정을 시작 및 중지하기 위해 디지털 센서(114)로의 시그널링 사이의 지정된 기간을 경과하도록 제어될 수 있다. 기간은 프로그래밍 방식으로 및/또는 사용자에 의해 지정될 수 있다.
디지털 센서(114)가 환경 조건을 측정하기 위해, 링 발진기(200)는 트리거 신호(208)의 상승 에지 및/또는 높은 값을 수신할 수 있다. 트리거 신호(208)의 상승 에지 및/또는 높은 값을 수신하는 것에 응답하여, 링 발진기(200)는 링 발진기 신호를 발진하고, 발진하는 링 발진기 신호를 고속 카운터(202) 및 저장 신호 동기화기(206)에 출력할 수 있다. 링 발진기 신호는 높은 값과 낮은 값 사이에서 발진할 수 있는 디지털 신호일 수 있다. 일부 실시예들에서, 링 발진기(200)는 링 발진기(200)에 전력을 공급하기 위해 및/또는 링 발진기 신호에 대한 입력으로서 트리거 신호(208)를 사용할 수 있다. 링 발진기(200)가 링 발진기 신호를 발진할 수 있는 속도는 디지털 센서(114)가 측정하는 환경 조건에 의해 영향을 받을 수 있다. 예를 들어, 더 높은 온도 환경에 있는 링 발진기(200)는 더 낮은 온도 환경에 있는 것에 비해 링 발진기(200)가 링 발진기 신호를 느리게 발진하게 하는 방식으로 영향을 받을 수 있다. 앞서 말한 예에서, 더 높은 온도 및 더 낮은 온도라는 용어는 서로에 대해 및/또는 온도 문턱값에 관련될 수 있다. 온도 증가에 응답하여 성능이 저하될 수 있는 고전압 애플리케이션에서, 온도 정확도가 중요할 수 있고, 디지털 센서(114)는 온도의 작은 변화를 검출하도록 구성될 수 있다. 예를 들어, 디지털 센서(114)는 10ns의 측정 시간에서 적어도 2 ℃와 같은 나노초 측정 타임 스케일에서 단일 디지트 섭씨 온도에 의한 온도 변화를 검출하도록 구성될 수 있다. 전압 강하와 관련하여 성능이 급격히 저하될 수 있는 저전압 애플리케이션에서, 전압 정확도가 중요할 수 있고, 디지털 센서(114)는 작은 전압 강하를 검출하도록 구성될 수 있다. 예를 들어, 디지털 센서(114)는 10ns의 측정 시간에서 전압 범위의 하한에서 적어도 1mV 변화와 같은 나노초 측정 타임 스케일에서 단일 디지트 밀리 볼트의 전압 강하를 검출하도록 구성될 수 있다. 링 발진기(200) 및 고속 카운터(202)는 통신 회로에 의해 통신 가능하게 연결될 수 있다. 링 발진기(200)는 통신 회로를 통해 링 발진기 신호를 고속 카운터(202)에 출력할 수 있다. 링 발진기(200) 및 저장 신호 동기화기(206)는 통신 회로에 의해 통신 가능하게 연결될 수 있다. 링 발진기(200)는 통신 회로를 통해 링 발진기 신호를 고속 카운터(202)에 출력할 수 있다. 일부 실시예들에서, 고속 카운터(202) 및 저장 신호 동기화기(206)는 공유 통신 회로를 통해 링 발진기(200)에 병렬로 통신 가능하게 연결될 수 있다.
고속 카운터(202)는 통신 회로를 통해 링 발진기(200)로부터 링 발진기 신호를 수신할 수 있다. 링 발진기 신호는 링 발진기 신호의 카운터 값을 증가시킬 때를 고속 카운터(202)에 나타낼 수 있다. 예를 들어, 상승 에지 및/또는 높은 값은 카운터 값을 증가시키도록 고속 카운터(202)에 나타낼 수 있고, 하강 에지 및/또는 낮은 값은 카운터 값 증가를 중지하도록 고속 카운터(202)에 나타낼 수 있다. 명료함을 위해, 본 명세서의 예들은 앞서 말한 예에서와 같이 링 발진기 신호를 사용하여 설명되지만, 일부 실시예들에서, 고속 카운터(202)로의 링 발진기 신호의 지시는 반전될 수 있다. 일부 실시예들에서, 고속 카운터(202)는 링 발진기 신호의 상승 에지 및/또는 높은 값에 응답하여 카운터 값을 한번 증가시킬 수 있다. 일부 실시예들에서, 고속 카운터(202)는 링 발진기 신호의 높은 값에 응답하여 카운터 값을 반복적으로 증가시킬 수 있다. 일부 실시예들에서, 고속 카운터(202)는 카운터 값의 각각의 증가 후에 고속 카운터(202)에 의해 액세스 가능한 레지스터와 같은 카운터 저장 장치(204)에 카운터 값을 저장할 수 있다. 일부 실시예들에서, 고속 카운터(202)는 링 발진기 신호의 하강 에지 및/또는 낮은 값에 응답하여 카운터 값을 카운터 저장 장치(204)에 저장할 수 있다. 고속 카운터(202)는 통신 회로에 의해 카운터 저장 장치(204)에 통신 가능하게 연결될 수 있다. 고속 카운터(202)는 통신 회로를 통해 카운터 값 신호를 카운터 저장 장치(204)에 출력할 수 있다. 카운터 저장 장치(204)는 통신 회로를 통해 고속 카운터(202)로부터 카운터 값을 수신하고, 카운터 값을 저장할 수 있다.
저장 신호 동기화기(206)는 또한 트리거 신호(208)를 수신할 수 있고, 측정을 중지하도록 디지털 센서(114)에 나타내기 위해 트리거 신호(208)의 하강 에지 및/또는 낮은 값을 해석할 수 있다. 저장 신호 동기화기(206)는 통신 회로를 통해 링 발진기(200)로부터 링 발진기 신호를 수신할 수 있다. 트리거 신호(208)의 하강 에지 및/또는 낮은 값 및 링 발진기 신호의 하강 에지 및/또는 낮은 값을 수신하는 것에 응답하여, 저장 신호 동기화기(206)는 카운터 저장 장치(204)에 클리어 카운터 신호를 출력할 수 있다. 다시 말해서, 저장 신호 동기화기(206)는 트리거 신호(208)를 링 발진기 신호와 정렬하여 디지털 센서(114)에 대한 측정 주기의 끝에서 클리어 카운터 신호를 출력할 수 있다. 클리어 카운터 신호는 높은 값과 낮은 값 사이에서 교번할 수 있는 디지털 신호일 수 있고, 트리거 신호(208) 및/또는 링 발진기 신호와 동일한 유형 또는 반전된 유형의 디지털 신호 값일 수 있다. 일부 실시예들에서, 클리어 카운터 신호는 트리거 신호(208) 및/또는 링 발진기 신호로부터 생성될 수 있다. 일부 실시예들에서, 클리어 카운터 신호는 트리거 신호(208) 및/또는 링 발진기 신호에 응답하여 생성 및/또는 선택될 수 있다. 저장 신호 동기화기(206) 및 카운터 저장 장치(204)는 통신 회로에 의해 통신 가능하게 연결될 수 있다. 저장 신호 동기화기(206)는 통신 회로를 통해 클리어 카운터 신호를 카운터 저장 장치(204)에 출력할 수 있다.
카운터 저장 장치(204)는 통신 회로를 통해 저장 신호 동기화기(206)로부터 클리어 카운터 신호를 수신할 수 있다. 클리어 카운터 신호는 디지털 센서(114)에 대한 식별자 및/또는 저장된 카운터 값을 포함할 수 있는 센서 출력 신호(210)를 통신 회로(예를 들어, 도 1의 통신 회로(116))를 통해 센서 네트워크 제어 유닛(예를 들어, 도 1 및 도 9의 센서 네트워크 제어 유닛(112))에 출력할 때를 카운터 저장 장치(204)에 나타낼 수 있다. 일부 실시예들에서, 클리어 카운터 신호는 또한 저장된 카운터 값을 클리어하도록 카운터 저장 장치(204)에 나타낼 수 있다. 예를 들어, 클리어 카운터 신호의 상승 에지 및/또는 높은 값은 센서 출력 신호(210)를 출력하도록 및/또는 저장된 카운터 값을 클리어하도록 카운터 저장 장치(204)에 나타낼 수 있다. 명료함을 위해, 본 명세서의 예들은 앞서 말한 예에서와 같이 클리어 카운터 신호를 사용하여 설명되지만, 일부 실시예들에서, 카운터 저장 장치(204)는 클리어 카운터 신호의 하강 에지 및/또는 낮은 값에 유사하게 반응할 수 있다.
도 3은 일 실시예에 따른 디지털 센서에서 환경 조건을 감지하기 위한 방법(300)을 도시한다. 방법(300)은 전용 하드웨어(예를 들어, 도 1, 도 2 및 도 5 내지 도 6d의 디지털 센서(114), 도 2의 링 발진기(200), 고속 카운터(202), 카운터 저장 장치(204), 저장 신호 동기화기(206))로 구현될 수 있다. 다양한 실시예들에서 가능한 대안적인 구성들을 포함하기 위해, 방법(300)을 구현하는 하드웨어는 본 명세서에서 "감지 디바이스"로 지칭된다. 방법(300)은 예시 및 참조 용이성을 위해 특정 구조적 요소를 참조하여 본 명세서에서 설명된다. 그러나 방법(300)의 블록들(302-324)을 참조하여 설명된 동작들을 수행하기 위한 다른 적절한 구조적 요소들이 본 개시의 범위 내에서 고려된다.
블록(302)에서, 감지 디바이스는 트리거 신호(예를 들어, 도 2의 트리거 신호(208))를 수신할 수 있다. 트리거 신호는 감지 디바이스의 센서 범위에서 환경 조건을 측정할 때 및 측정하지 않을 때를 감지 디바이스에 나타낼 수 있는 디지털 신호일 수 있다. 예를 들어, 트리거 신호의 상승 에지는 환경 조건의 측정을 시작하도록 감지 디바이스에 나타낼 수 있고, 트리거 신호의 높은 값은 환경 조건의 측정을 계속하도록 감지 디바이스에 나타낼 수 있다. 유사하게, 트리거 신호의 하강 에지는 환경 조건의 측정을 중지하도록 감지 디바이스에 나타낼 수 있고, 트리거 신호의 낮은 값은 환경 조건을 계속 측정하지 않도록 감지 디바이스에 나타낼 수 있다. 트리거 신호의 하강 에지 및/또는 낮은 값은 또한 센서 출력 신호(예를 들어, 도 2의 센서 출력 신호(210))를 출력하고 감지 디바이스의 저장 디바이스(예를 들어, 도 2의 카운터 저장 장치(204))를 클리어하도록 감지 디바이스에 부분적으로 나타낼 수 있다. 일부 실시예들에서, 트리거 신호의 상승 에지 및 높은 값 및 트리거 신호(208)의 하강 에지 및 낮은 값의 지시는 반전될 수 있다. 일부 실시예들에서, 트리거 신호는 제 1 전압 또는 전류가 환경 조건의 측정을 시작하고 환경 조건의 측정을 계속하도록 감지 디바이스에 나타낼 수 있는 아날로그 신호일 수 있다. 유사하게, 트리거 신호의 제 2 전압 또는 전류는 환경 조건의 측정을 중지하고 환경 조건을 계속 측정하지 않도록 감지 디바이스에 나타낼 수 있다. 트리거 신호의 제 2 전압 또는 전류, 또는 제 3 전압 또는 전류는 또한 센서 출력 신호를 출력하고 감지 디바이스의 저장 디바이스를 클리어하도록 감지 디바이스에 부분적으로 나타낼 수 있다. 명료함을 위해, 본 명세서의 예들은 환경 조건의 측정을 시작 및 유지하도록 감지 디바이스에 나타내기 위해 트리거 신호의 상승 에지 및 높은 값을 사용하고, 환경 조건의 측정을 중지 및 유지하지 않도록 감지 디바이스에 나타내기 위해 트리거 신호의 하강 에지 및 낮은 값을 사용하여 설명된다. 이러한 트리거링 방법은 예로서 제공되며, 환경 조건의 측정을 시작 또는 중지시키기 위해 감지 디바이스를 트리거링하는 다른 방법이 본 개시의 고려되는 범위 내에 있다. 트리거 신호는 환경 조건의 측정을 시작 및 중지하기 위해 감지 디바이스로의 시그널링 사이의 지정된 기간을 경과하도록 제어될 수 있다. 기간은 프로그래밍 방식으로 및/또는 사용자에 의해 지정될 수 있다. 일부 실시예들에서, 디지털 센서(114)의 링 발진기(200) 및/또는 저장 신호 동기화기(206)가 블록(302)에서 트리거 신호를 수신할 수 있다.
결정 블록(304)에서, 감지 디바이스는 트리거 신호가 환경 조건을 측정하도록 감지 디바이스에 지시하는지 여부를 결정할 수 있다. 다시 말해서, 감지 디바이스는 수신된 트리거 신호가 트리거 신호의 상승 에지인지 또는 트리거 신호의 높은 값인지를 결정할 수 있다. 감지 디바이스는 다양한 공지된 수단을 사용하여 수신된 트리거 신호가 상승 에지인지 또는 높은 값인지를 결정할 수 있다. 일부 실시예들에서, 링 발진기(200) 및/또는 저장 신호 동기화기(206)가 결정 블록(304)에서 트리거 신호가 환경 조건을 측정하도록 감지 디바이스에 지시하는지 여부를 결정할 수 있다.
트리거 신호가 환경 조건을 측정하도록 감지 디바이스에 지시한다는 결정에 응답하여(즉, 결정 블록(304) = "예"), 블록(306)에서, 감지 디바이스는 링 발진기 신호를 발진할 수 있다. 링 발진기 신호는 높은 값과 낮은 값 사이에서 발진할 수 있는 디지털 신호일 수 있다. 링 발진기 신호는 링 발진기 신호의 카운터 값을 증가시킬 때를 감지 디바이스에 나타낼 수 있다. 예를 들어, 상승 에지 및/또는 높은 값은 카운터 값을 증가시키도록 감지 디바이스에 나타낼 수 있고, 하강 에지 및/또는 낮은 값은 카운터 값 증가를 중지하도록 감지 디바이스에 나타낼 수 있다. 명료함을 위해, 본 명세서의 예들은 앞서 말한 예에서와 같이 링 발진기 신호를 사용하여 설명되지만, 일부 실시예들에서, 감지 디바이스로의 링 발진기 신호의 지시는 반전될 수 있다. 일부 실시예들에서, 감지 디바이스는 감지 디바이스에 전력을 공급하기 위해 및/또는 링 발진기 신호에 대한 입력으로서 트리거 신호를 사용할 수 있다. 블록(308)에서, 감지 디바이스는 링 발진기 신호를 출력할 수 있다. 일부 실시예들에서, 링 발진기(200)가 블록(306)에서 링 발진기 신호를 발진할 수 있고, 블록(308)에서 링 발진기 신호를 출력할 수 있다.
블록(310)에서, 감지 디바이스는 링 발진기 신호를 수신할 수 있다. 일부 실시예들에서, 고속 카운터(202) 및/또는 저장 신호 동기화기(206)가 블록(310)에서 링 발진기 신호를 수신할 수 있다. 블록(312)에서, 감지 디바이스는 카운터 값을 증가시킬 수 있다. 일부 실시예들에서, 감지 디바이스는 링 발진기 신호의 상승 에지 및/또는 높은 값에 응답하여 카운터 값을 한번 증가시킬 수 있다. 일부 실시예들에서, 감지 디바이스는 링 발진기 신호의 높은 값에 응답하여 카운터 값을 반복적으로 증가시킬 수 있다. 일부 실시예들에서, 고속 카운터(202)가 블록(312)에서 카운터 값을 증가시킬 수 있다.
블록(314)에서, 감지 디바이스는 카운터 값을 저장할 수 있다. 감지 디바이스는 카운터 값의 각각의 증가 후에 감지 디바이스에 의해 액세스 가능한 레지스터와 같은 카운터 저장 장치에 카운터 값을 저장할 수 있다. 일부 실시예들에서, 감지 디바이스는 링 발진기 신호의 하강 에지 및/또는 낮은 값에 응답하여 카운터 값을 카운터 저장 장치에 저장할 수 있다. 일부 실시예들에서, 고속 카운터(202)가 블록(314)에서 카운터 값을 저장할 수 있다. 블록(314)에서 카운터 값을 저장한 후, 감지 디바이스는 블록(302)에서 트리거 신호를 계속 수신할 수 있다.
트리거 신호가 환경 조건을 측정하도록 감지 디바이스에 지시하지 않는다는 결정에 응답하여(즉, 결정 블록(304) = "아니오"), 블록(316)에서, 감지 디바이스는 링 발진기 신호를 출력할 수 있고, 블록(318)에서, 감지 디바이스는 링 발진기 신호를 수신할 수 있다. 일부 실시예들에서, 링 발진기(200)가 블록(316)에서 링 발진기 신호를 출력할 수 있고, 고속 카운터(202) 및/또는 저장 신호 동기화기(206)가 블록(318)에서 링 발진기 신호를 수신할 수 있다.
결정 블록(320)에서, 감지 디바이스는 링 발진기 신호가 하강 에지인지 여부를 결정할 수 있다. 감지 디바이스는 댜양한 공지된 수단을 사용하여 링 발진기 신호가 하강 에지인지 여부를 결정할 수 있다. 일부 실시예들에서, 저장 신호 동기화기(206)가 결정 블록(320)에서 링 발진기 신호가 하강 에지인지 여부를 결정할 수 있다. 링 발진기 신호가 하강 에지가 아니라고 결정하는 것에 응답하여(즉, 결정 블록(320) = "아니오"), 감지 디바이스는 블록(316)에서 링 발진기 신호를 계속 출력할 수 있다.
링 발진기 신호가 하강 에지라고 결정하는 것에 응답하여(즉, 결정 블록(320) = "예"), 블록(322)에서, 감지 디바이스는 클리어 카운터 신호를 출력할 수 있다. 다시 말해서, 감지 디바이스는 트리거 신호를 링 발진기 신호와 정렬하여 감지 디바이스에 대한 측정 주기의 끝에서 클리어 카운터 신호를 출력할 수 있다. 클리어 카운터 신호는 높은 값과 낮은 값 사이에서 교번할 수 있는 디지털 신호일 수 있고, 트리거 신호 및/또는 링 발진기 신호와 동일한 유형 또는 반전된 유형의 디지털 신호 값일 수 있다. 일부 실시예들에서, 클리어 카운터 신호는 트리거 신호 및/또는 링 발진기 신호로부터 생성될 수 있다. 일부 실시예들에서, 클리어 카운터 신호는 트리거 신호 및/또는 링 발진기 신호에 응답하여 생성 및/또는 선택될 수 있다. 클리어 카운터 신호는 감지 디바이스에 대한 식별자 및/또는 저장된 카운터 값을 포함할 수 있는 센서 출력 신호를 센서 네트워크 제어 유닛(예를 들어, 도 1 및 도 9의 센서 네트워크 제어 유닛(112))에 출력할 때를 감지 디바이스에 나타낼 수 있다. 일부 실시예들에서, 클리어 카운터 신호는 또한 저장된 카운터 값을 클리어하도록 감지 디바이스에 나타낼 수 있다. 예를 들어, 클리어 카운터 신호의 상승 에지 및/또는 높은 값은 센서 출력 신호를 출력하도록 및/또는 저장된 카운터 값을 클리어하도록 감지 디바이스에 나타낼 수 있다. 명료함을 위해, 본 명세서의 예들은 앞서 말한 예에서와 같이 클리어 카운터 신호를 사용하여 설명되지만, 일부 실시예들에서, 감지 디바이스는 클리어 카운터 신호의 하강 에지 및/또는 낮은 값에 유사하게 응답할 수 있다. 일부 실시예들에서, 저장 신호 동기화기(206)가 블록(322)에서 클리어 카운터 신호를 출력할 수 있다.
블록(324)에서, 감지 디바이스는 클리어 카운터 신호를 수신할 수 있다. 블록(326)에서, 감지 디바이스는 센서 출력 신호를 출력할 수 있다. 블록(328)에서, 감지 디바이스는 카운터 저장 장치를 클리어할 수 있다. 일부 실시예들에서, 카운터 저장 장치(204)가 블록(324)에서 클리어 카운터 신호를 수신하고, 블록(326)에서 센서 출력 신호를 출력하며, 블록(328)에서 카운터 저장 장치를 클리어할 수 있다. 블록(328)에서 카운터 저장 장치를 클리어한 후, 감지 디바이스는 블록(302)에서 트리거 신호를 계속 수신할 수 있다.
도 4는 집적 회로에서 거리에 따른 온도 감소를 그래픽으로 도시한다. 집적 회로가 동작할 때, 집적 회로의 컴포넌트(예를 들어, 도 1의 프로세서(102), 캐시 메모리(104), IP 유닛(106), 네트워킹 유닛(108), IO 유닛(110), 도 5의 집적 회로 컴포넌트(500))는 전력을 소비할 수 있고 열을 발생시킬 수 있다. 열은 주로 실리콘과 같은 집적 회로의 기판을 통해 소산될 수 있다. 집적 회로 상의 위치(d)(예를 들어, 도 1의 디지털 센서(114))로부터 측정된 바와 같이, 집적 회로 상의 핫스팟과 같은 열원(d0)으로부터 멀어질수록 온도(T)가 감소하는 방식은 지수 감쇠 함수를 사용하여 계산될 수 있다.
Figure pat00001
특정 거리(δ)에서, 온도는 열원의 온도에 관계없이 열원의 온도의 절반일 수 있다. 도 4의 그래프에 도시된 바와 같이, 제 1 거리(d0)에서의 온도(T1 또는 T2)는 제 1 거리와 제 2 거리가 특정 거리(δ) 떨어져 있을 때 제 2 거리(d)에서 절반(T1/2 또는 T2/2)으로 반감될 수 있다. 온도(T)를 전압(V)으로 대체하여 동일한 방식으로 거리에 따른 전압 방전이 계산될 수 있다.
Figure pat00002
전압 방전은 특정 거리(δ)에 걸쳐 절반으로 감소될 수 있다.
도 5는 다양한 실시예들을 구현하기에 적합한 집적 회로 컴포넌트의 영역 내의 디지털 센서 네트워크의 일부의 예를 도시한다. 디지털 센서 네트워크(예를 들어, 도 1의 디지털 센서 네트워크(100))는 특정 집적 회로 컴포넌트(500)(예를 들어, 도 1의 프로세서(102), 캐시 메모리(104), IP 유닛(106), 네트워킹 유닛(108), IO 유닛(110))에 대한 환경 조건을 감지하도록 구성된 부분을 포함할 수 있다. 디지털 센서(114)의 배치는 집적 회로 컴포넌트(500)의 영역에 걸쳐 균일하게 또는 준균일하게 분포될 수 있다. 임의의 수의 디지털 센서(114)가 집적 회로 컴포넌트(500)의 영역에 걸쳐 분포될 수 있다. 명료함을 위해, 디지털 센서(114)를 센서 네트워크 제어 유닛(예를 들어, 도 1 및 9의 센서 네트워크 제어 유닛(112))에 통신 가능하게 연결하는 통신 회로(예를 들어, 도 1의 통신 회로(116))는 도 5에서 생략된다.
디지털 센서(114)의 그룹은 타일(502)로 지칭될 수 있다. 타일은 대칭 또는 준대칭 패턴으로 구성된 임의의 수의 디지털 센서(114)를 포함할 수 있다. 디지털 센서(114)의 준균일 분포와 같이, 디지털 센서(114)의 준대칭 패턴은 디지털 센서(114)가 대칭 패턴으로 위치될 수 있는 곳에 위치하는 집적 회로 컴포넌트(500)의 회로에 의한 레이아웃 제한이 주어지면, 가능한 한 대칭 패턴에 가까운 분포일 수 있다. 균일 및 준대칭 패턴 모두는 집적 회로 컴포넌트(500)의 회로 설계를 방해하지 않도록 설계될 수 있다. 예를 들어, 디지털 센서(114)의 균일 및/또는 준대칭 분포 패턴은 디지털 센서(114)의 행 및 열이 거리(δ)의 절반(예를 들어, δ/2)만큼 오프셋될 수 있는 디지털 센서(114)의 격자형 분포 패턴일 수 있다. 결과적인 타일 패턴은 정사각형으로서, 정사각형의 주변의 각 코너에 디지털 센서(114)를 갖고 정사각형의 중간에 디지털 센서(114)를 가질 수 있다. 정사각형의 각 측면은 거리(δ)일 수 있으며, 이 거리에서 온도 및/또는 전압 방전이 절반으로 감소될 수 있다. 정사각형 주변의 디지털 센서(114)는 거리(δ)만큼 이격될 수 있다. 정사각형의 주변과 정사각형의 중간에 있는 디지털 센서(114) 사이의 거리는 거리(δ)의 절반(δ/2)일 수 있다. 인접 타일(502) 및/또는 중첩 타일(502)이 디지털 센서(114)를 공유할 수 있다. 중심 디지털 센서(114)가 핫스팟(510)에 가장 가까운 디지털 센서(114)인 것으로 계산되는 타일(502)이 임계 타일(512)로 지칭될 수 있다. 예시적인 타일(502)에서, 환경 조건은 기판 열 소산을 통해 대략 1mm와 같은 밀리미터 스케일 거리에 걸쳐 절반으로 감소할 수 있다. 0.5mm 타일 측면 크기를 갖는 디지털 센서(114)의 분포는 31.5mm 정밀도로 핫스팟(510)을 식별할 수 있다. 일반적인 64 비트 정수 곱셈기는 5nm 트랜지스터 기술로 형성될 때 약 40mm x 40mm일 수 있다. 0.5mm x 0.5mm 타일은 150 개의 64 비트 곱셈기를 포함할 수 있다. 31.5mm 정밀도는 핫스팟에 어떤 특정 곱셈기가 위치하고 있는지 정확하게 식별할 수 있음을 의미한다. 64 비트 정수 곱셈기에서 디지털 센서(114)의 이러한 타일 분포의 센서 삽입으로 인한 면적 페널티는 0.0125 %일 수 있다.
디지털 센서(114)가 다른 디지털 센서(114)보다 핫스팟에 더 가까운 경우, 디지털 센서(114)는 다른 디지털 센서(114)보다 환경 조건의 변화를 보다 신뢰성 있게 측정할 수 있다. 디지털 센서(114)는 격자형 패턴으로 배열되어 임계 타일(512)의 디지털 센서(114) 사이에서 임의의 핫스팟(510)이 발생할 수 있도록 그리고 디지털 센서(114)의 센서 범위가 중첩되도록 할 수 있다. 디지털 센서(114)의 이러한 구성은 기능적 디지털 센서(114)가 환경 조건의 변화를 등록하는 것을 보장할 수 있다. 핫스팟(510)을 둘러싸고 있는 디지털 센서(114)에 의해 감지되는 측정 및 집적 회로 상의 거리에 따른 환경 조건 감소의 공지된 방법으로부터, 핫스팟(510)이 위치하는 곳과 핫스팟(510)이 갖는 피크 환경 조건이 계산될 수 있다. 예를 들어, 온도가 방사상 거리(504, 506, 508)에 걸쳐 예측 가능하게 감소하는 핫스팟(510)이 임계 타일(512)의 2 개의 디지털 센서(114) 사이에서 발생할 수 있고, 임계 타일(512)의 임의의 수의 디지털 센서(114)에 의해 감지될 수 있다. 디지털 센서(114)의 격자형 분포 패턴의 이점은 주어진 중심 디지털 센서(114)에 대해 주변 디지털 센서(114)가 고유하게 정의될 수 있다는 것이다. 각각의 디지털 센서(114)로부터의 측정이 동일한 방식으로 해석될 수 있도록 디지털 센서(114)의 균일 분포 패턴을 갖는 것이 바람직할 수 있다. 그러나 집적 회로 컴포넌트(500)의 일부 임계 기능 블록은 디지털 센서(114)의 정확한 배치를 허용하지 않을 수 있으며, 그 결과 국부적인 "불규칙" 타일을 갖는 디지털 센서(114)의 균일 분포 패턴이 생성된다. 이러한 "불규칙" 타일로부터의 측정의 개념 및 수학적 처리는 규칙적 타일과 동일할 수 있고, 준균일 거리에 대해 조정하기 위해 매트릭스 계수만이 상이할 수 있다. 센서 네트워크 제어 유닛은 이러한 불규칙 타일에 대한 특정 정보를 가질 수 있다.
센서 네트워크 제어 유닛은 집적 회로 컴포넌트(500)의 디지털 센서(114)로부터 측정을 수신하고, 디지털 센서 네트워크(100) 중 어떤 디지털 센서(114)가 가장 높은 측정을 갖는지를 결정할 수 있다. 센서 네트워크 제어 유닛은 어떤 타일(502)이 가장 높은 측정을 갖는 중심 디지털 센서(114)를 갖는지를 식별함으로써 임계 타일(512)을 식별할 수 있다. 임계 타일(512)을 식별하는 것은 임계 타일(512)의 디지털 센서(114)를 식별할 수 있다. 센서 네트워크 제어 유닛은 임계 타일(512)의 디지털 센서(114)의 측정을 처리하고, 핫스팟(510)의 위치 및 핫스팟(510)에서의 환경 조건의 피크 값을 생성할 수 있다.
도 6a 내지 도 6d는 다양한 실시예들을 구현하기에 적합한 집적 회로 상의 디지털 센서 네트워크의 임계 타일(512)의 예를 도시한다. 임계 타일(512)은 임의의 수의 디지털 센서(114) 및 유한 수의 잠재적 핫스팟(600)을 포함할 수 있다. 도 6a 내지 도 6d에 도시된 예는 5 개의 디지털 센서(114)를 갖는 임계 타일(512)을 포함하며, 여기서 디지털 센서(A, B, C 및 D)는 주변 또는 코너 디지털 센서(114)이고, 디지털 센서(E)는 중심 디지털 센서(114)이다. 이들 예들에서, 임계 타일(512)의 잠재적 핫스팟(600)의 수는 유한 수(N2)일 수 있고, 여기서 잠재적 핫스팟(600)의 행 및 열마다 N 개의 잠재적 핫스팟(600)이 있을 수 있다. 본 명세서에 설명된 바와 같이, 임계 타일(512)은 임의의 대칭 또는 준대칭 형상일 수 있고, 임의의 수의 디지털 센서(114)를 포함할 수 있다. 임계 타일(512)의 형상 및 크기 및 디지털 센서(114)의 배치는 임계 타일(512)의 잠재적 핫스팟(600)의 수 및/또는 레이아웃에 영향을 줄 수 있다. 도 6a 내지 도 6d에 도시된 예는 청구 범위 또는 명세서의 범위를 제한하지 않는다.
임계 타일(512)의 디지털 센서(114)로부터 핫스팟의 거리 및 핫스팟에서의 환경 조건을 포함하는, 임계 타일(512)의 핫스팟(예를 들어, 도 5의 핫스팟(510))의 특징을 결정하기 위해 일련의 수학식이 사용될 수 있다. 수학식은 도 6a 내지 도 6d에 도시된 예를 참조하여 본 명세서에서 설명되지만, 상이하게 구성된 임계 타일(512)을 수용하도록 수정될 수 있다.
임계 타일(512)의 디지털 센서(114)에서의 측정(Csensor)은 잠재적 핫스팟(600)에서의 환경 조건(Cpotential hotspot) 및 디지털 센서(114)와 잠재적 핫스팟 사이의 거리(dsensor, potential hotspot)의 함수로서 계산될 수 있다.
Figure pat00003
지수 항은 수학식을 단순화하기 위해 다시 작성될 수 있다.
Figure pat00004
각각의 디지털 센서(114)의 각각의 측정(Ceach sensor)에 대해, 수학식 시스템은 다음과 같이 구성될 수 있다.
Figure pat00005
각각의 디지털 센서(114)의 측정에 대한 수학식 시스템(수학식 5)은 각각의 잠재적 핫스팟(600)에서의 환경 조건(Ceach potential hotspot)에 대해 풀어질 수 있다.
Figure pat00006
그러나 각각의 잠재적 핫스팟(600)에서의 환경 조건에 대한 수학식 시스템(수학식 6)은 결정 부족 시스템일 수 있고, 해를 갖지 않을 수 있다.
도 6a 내지 도 6d는 각각의 잠재적 핫스팟(600)에서의 환경 조건에 대한 수학식 시스템(수학식 6)이 해결될 수 있는 다수의 잠재적 핫스팟(600)으로 잠재적 핫스팟(600)을 좁히기 위한 구성을 도시한다. 본 명세서에 설명된 바와 같이, 임계 타일(512)은 핫스팟이 주변 디지털 센서(114)(디지털 센서(A, B, C 및 D))보다 중심 디지털 센서(114)(디지털 센서(E))에 가장 가깝게 위치될 수 있는 특정 집적 회로 컴포넌트(예를 들어, 도 1의 프로세서(102), 캐시 메모리(104), IP 유닛(106), 네트워킹 유닛(108), IO 유닛(110), 도 5의 집적 회로 컴포넌트(500))에 대한 디지털 센서 네트워크(예를 들어, 도 1의 디지털 센서 네트워크(100))의 일부의 타일(예를 들어, 도 5의 타일(502))이다. 따라서, 도 6a에 도시된 바와 같이, 임계 타일(512)에 대해, 잠재적 핫스팟(600)은 중심 디지털 센서(114)(디지털 센서(E))로부터 타일 폭 반경(606) 반 이내의 잠재적 핫스팟(604)으로 좁혀질 수 있다. 타일 폭 반경(606) 반 이내의 잠재적 핫스팟(604)으로 잠재적 핫스팟(600)을 좁히는 것은, 핫스팟에서의 환경 조건에 대한 계산의 정밀도를 두 배로 할 수 있다. 이 수준의 정밀도는 핫스팟에서의 환경 조건이 마이크로미터 스케일의 거리만큼 분리된 다른 잠재적 핫스팟(604)으로부터 식별될 수 있게 한다. 예를 들어, 이 수준의 정밀도는 0.5mm 타일에서 31.5㎛ 거리만큼 분리된 핫스팟에서의 환경 조건을 식별할 수 있게 한다.
도 6b 내지 도 6d는 중심 디지털 센서(114)(디지털 센서(E)) 다음으로 주변 디지털 센서(114)(디지털 센서(A, B, C 및 D)) 중 어떤 주변 디지털 센서가 핫스팟에 가장 가까운지를 결정하기 위해 디지털 센서(114) 사이의 측정의 비교에 기초하여 잠재적 핫스팟(604)을 더욱 좁히는 것을 도시한다. 5 개의 디지털 센서(114)를 갖는 것에 기초하여, 디지털 센서(114)의 측정을 정렬하는 것은 8분의 1 타일 폭 반경(606) 반마다 3 개의 상이한 조합을 생성할 수 있다. 예를 들어, 도 6b는 디지털 센서(114)의 측정 비교를 도시한 것으로, 디지털 센서(114)의 측정이 E > D > C = A > B로 정렬될 수 있음을 나타낼 수 있다. 잠재적 핫스팟(604)이 중심 디지털 센서(E)에 가장 가깝고, 그런 다음 주변 디지털 센서(D)에 가까우며, 그런 다음 주변 디지털 센서(C) 및 주변 디지털 센서(A)와 동일하게 가까우면, 잠재적 핫스팟(604)은 타일 폭 반경(606) 반 이내에 있고 중심 디지털 센서(E)와 주변 디지털 센서(D) 사이의 축을 따른 잠재적 핫스팟(604)으로 좁혀질 수 있다.
다른 예를 들어, 도 6c는 디지털 센서(114)의 측정 비교를 도시한 것으로, 디지털 센서(114)의 측정이 E > D > C > B > A로 정렬될 수 있음을 나타낼 수 있다. 잠재적 핫스팟(604)이 중심 디지털 센서(E)에 가장 가깝고, 그런 다음 주변 디지털 센서(D)에 가까우며, 그런 다음 주변 디지털 센서(C)에 가까우면, 잠재적 핫스팟(604)은 타일 폭 반경(606) 반 이내에 있고 중심 디지털 센서(E)와 주변 디지털 센서(D) 사이의 축과 주변 디지털 센서(D)와 주변 디지털 센서(C) 사이의 잠재적 핫스팟(604)을 이등분하는 축 사이에 있는 잠재적 핫스팟(604)으로 좁혀질 수 있다.
다른 예를 들어, 도 6d는 디지털 센서(114)의 측정 비교를 도시한 것으로, 디지털 센서(114)의 측정이 E > D = C > B = A로 정렬될 수 있음을 나타낼 수 있다. 잠재적 핫스팟(604)이 중심 디지털 센서(E)에 가장 가깝고, 그런 다음 주변 디지털 센서(D) 및 주변 디지털 센서(C)에 동일하게 가까우면, 잠재적 핫스팟(604)은 타일 폭 반경(606) 반 이내에 있고 주변 디지털 센서(D)와 주변 디지털 센서(C) 사이의 잠재적 핫스팟(604)을 이등분하는 축을 따른 잠재적 핫스팟(604)으로 좁혀질 수 있다.
도 6b 내지 도 6d에 도시된 앞서 말한 예들은 중심 디지털 센서(E)와 주변 디지털 센서(D) 사이의 축과 주변 디지털 센서(D)와 주변 디지털 센서(C) 사이의 잠재적 핫스팟(604)을 이등분하는 축 사이의 8분의 1 타일 폭 반경(606) 반 이내에 있는 핫스팟(604)에 관한 것이다. 주변 디지털 센서(114)(A, B, C 및 D)의 상이한 순서를 초래하는 디지털 센서(114)의 유사한 비교는 다른 8분의 7의 타일 폭 반경(606) 반으로 잠재적 핫스팟(604)을 유사하게 좁힐 수 있다.
각각의 잠재적 핫스팟(600)에서의 환경 조건에 대한 수학식 시스템(수학식 6)은 잠재적 핫스팟(604)에 대한 수학식으로 단순화될 수 있다. 디지털 센서(114)는 각각의 잠재적 핫스팟(604)에서의 환경 조건에 대한 덜 복잡한 수학식 시스템(수학식 6)을 해결하도록 충분한 정보를 제공할 수 있다.
도 7은 일 실시예에 따른 센서 네트워크 제어 유닛의 자체 교정 방법(700)을 도시한다. 방법(700)은 프로세서에서 실행되는 소프트웨어(예를 들어, 도 1 및 도 9의 센서 네트워크 제어 유닛(112), 도 1의 시스템 제어기(116))로, 범용 하드웨어로, 전용 하드웨어(예를 들어, 도 1 및 도 9의 센서 네트워크 제어 유닛(112))로 구현되거나, 다른 개별 컴포넌트(예를 들어, 도 1의 프로세서(102), 캐시 메모리(104), IP 유닛(106), 네트워킹 유닛(108), IO 유닛(110), 도 5의 집적 회로 컴포넌트(500)) 및 다양한 메모리/캐시 제어기를 포함하는 디지털 센서 네트워크(예를 들어, 도 1의 디지털 센서 네트워크(100)) 내에서 소프트웨어를 실행하는 프로세서(예를 들어, 도 1 및 도 9의 센서 네트워크 제어 유닛(112), 도 1의 시스템 제어기(116))와 같은 소프트웨어 구성 프로세서와 전용 하드웨어의 조합으로 구현될 수 있다. 다양한 실시예들에서 가능한 대안적인 구성들을 포함하기 위해, 방법(700)을 구현하는 하드웨어는 본 명세서에서 "제어 디바이스"로 지칭된다. 방법(700)은 예시 및 참조 용이성을 위해 특정 구조적 요소를 참조하여 본 명세서에서 설명된다. 그러나 방법(700)의 블록들(702-712)을 참조하여 설명된 동작들을 수행하기 위한 다른 적절한 구조적 요소들이 본 개시의 범위 내에서 고려된다.
디지털 센서 네트워크의 디지털 센서(예를 들어, 도 1, 도 2 및 도 5 내지 도 6d의 디지털 센서(114))는 시간에 따른 제조 편차 및/또는 열화에 의해 영향을 받을 수 있고, 동일한 유형의 디지털 센서의 예상 성능에 따라 수행하지 않는 것과 같이 예상대로 수행되지 않을 수 있다. 제어 디바이스는 디지털 센서의 성능 변화를 조정할 수 있도록 제어 디바이스의 자체 교정을 구현할 수 있다. 일부 실시예들에서, 제어 디바이스의 자체 교정은 디지털 센서의 임의의 수 및 조합으로부터의 비정상 센서 데이터에 응답하여, 주기적으로, 사용자 프롬프트 등에 응답하여, 디지털 센서의 임의의 수 및 조합에 대해 실행될 수 있다.
블록(702)에서, 제어 디바이스는 제어 팩터를 집적 회로 컴포넌트에 적용할 수 있다. 제어 팩터는, 집적 회로 컴포넌트일 때, 집적 회로 컴포넌트에 대한 정상적인 환경 조건이 공지된 작업 부하, 전압, 프로세서 주파수, 프로세서, 메모리 및/또는 통신 동작 등의 임의의 조합일 수 있다. 제어 디바이스는 제어 디바이스를 교정할 디지털 센서가 분포되는 영역 내의 집적 회로 컴포넌트와 같은 집적 회로 컴포넌트의 임의의 수 및 조합에 제어 팩터를 적용할 수 있다. 일부 실시예들에서, 센서 네트워크 제어 유닛 및/또는 시스템 제어기가 블록(702)에서 제어 팩터를 집적 회로 컴포넌트에 적용할 수 있다. 일부 실시예들에서, 프로세서(102), 센서 네트워크 제어 유닛(112), 시스템 제어기(116), 또는 디지털 센서 네트워크(100) 및/또는 디지털 센서 네트워크(100)를 갖는 집적 회로와 분리된 프로세서와 같은 다른 처리 디바이스(도시되지 않음)가 블록(702)에서 제어 팩터를 집적 회로 컴포넌트에 적용할 수 있다.
블록(704)에서, 제어 디바이스는 디지털 센서 네트워크의 디지털 센서의 임의의 수 및 조합으로부터 센서 출력 신호를 수신할 수 있다. 제어 디바이스는 블록(702)에서 제어 팩터가 적용되는 집적 회로 컴포넌트의 영역 내에 분포된 적어도 하나의 디지털 센서로부터 센서 출력 신호를 수신할 수 있다. 각각의 센서 출력 신호는 센서 출력 신호를 출력하는 디지털 센서에 대한 카운터 값 및/또는 식별자의 센서 데이터를 포함할 수 있다. 일부 실시예들에서, 센서 측정 입력 및 저장 유닛(예를 들어, 도 9의 센서 측정 입력 및 저장 유닛(904))을 포함하는 센서 네트워크 제어 유닛(112)이 블록(704)에서 디지털 센서로부터 센서 출력 신호를 수신할 수 있다.
블록(706)에서, 제어 디바이스는 센서 출력 신호의 센서 데이터를 저장할 수 있다. 제어 디바이스는 센서 출력 신호를 출력하는 디지털 센서에 대한 카운터 값 및/또는 식별자를 저장할 수 있다. 제어 디바이스는 센서 데이터를 집적된 및/또는 액세스 가능한 메모리에 저장할 수 있으며, 이는 레지스터, 캐시, 랜덤 액세스 메모리(random access memory; RAM), 읽기 전용 메모리(read only memory; ROM), 전기적 소거 가능 프로그램 가능 ROM(electrically erasable programmable ROM; EEPROM), 플래시 메모리 등과 같은 휘발성 및/또는 비휘발성 메모리 디바이스의 임의의 수 및 조합으로 구현될 수 있다. 제어 디바이스는 디지털 센서에 대한 식별자 및 디지털 센서로부터의 카운터 값을 연관시키는 방식으로 센서 데이터를 저장할 수 있다. 일부 실시예들에서, 메모리에 저장된 디지털 센서에 대한 식별자는 센서 출력 신호 데이터에서 수신되거나 센서 출력 신호가 수신되는 제어 디바이스의 핀과 연관되고, 센서 출력 신호 데이터를 저장하는 것의 일부로서 메모리에 기록되거나 메모리에 사전 로드될 수 있다. 일부 실시예들에서, 센서 데이터 메모리(예를 들어, 도 9의 센서 데이터 메모리(930))를 포함하는 센서 네트워크 제어 유닛(112)이 블록(706)에서 센서 출력 신호의 센서 데이터를 저장할 수 있다.
블록(708)에서, 제어 디바이스는 디지털 센서에 대한 센서 데이터를 리트리브할 수 있다. 제어 디바이스는 디지털 센서의 식별자를 사용하여 메모리로부터 디지털 센서에 대한 센서 데이터를 리트리브할 수 있다. 디지털 센서의 식별자는 제어 디바이스의 자체 교정에 사용하기 위해 제어 디바이스에 의해 선택된 디지털 센서에 대한 식별자일 수 있다. 일부 실시예들에서, 산술 연산 유닛(예를 들어, 도 9의 산술 연산 유닛(916))을 포함하는 센서 네트워크 제어 유닛(112)이 블록(708)에서 디지털 센서에 대한 센서 데이터를 리트리브할 수 있다.
블록(710)에서, 제어 디바이스는 디지털 센서에 대한 교정 계수를 계산할 수 있다. 디지털 센서의 임의의 분포에 대해, 제어 디바이스의 자체 교정 프로세스는 공지된 기준 카운터 값(Cref1 및 Cref2)을 사용하여 교정 계수 값(
Figure pat00007
및
Figure pat00008
)을 해결하기 위해 각각의 디지털 센서 "i"에 대해 적어도 두 개의 센서 측정(
Figure pat00009
및
Figure pat00010
)을 사용할 수 있다.
Figure pat00011
Figure pat00012
이들 교정 계수 값(
Figure pat00013
및
Figure pat00014
)은 다수의 디지털 센서에 대한 매트릭스로 표현될 수 있는데, 예컨대
Figure pat00015
값의 어레이는 D0으로 표기될 수 있고
Figure pat00016
값의 대각 매트릭스는 D1로 표기될 수 있다. 이들 교정 계수는 디지털 센서 사이의 편차를 처리하면서 각각의 잠재적 핫스팟에서의 환경 조건에 대한 수학식 시스템(수학식 6)을 해결하기 위해 사용될 수 있다. 각각의 디지털 센서에 대한 기준 센서 값(Csensor reference)을 알면, 다음의 수학식은 각각의 잠재적 핫스팟에서의 환경 조건(Ceach potential hotspot)에 대해 풀어질 수 있다.
Figure pat00017
각각의 잠재적 핫스팟에서의 환경 조건(Ceach potential hotspot)에 대해 위의 수학식을 풀면, 각각의 잠재적 핫스팟에서의 환경 조건에 대한 수학식 시스템(수학식 6)은 다음과 같다.
Figure pat00018
여기서
Figure pat00019
는 고정되고 사전 계산될 수 있다. 일부 실시예들에서, 산술 연산 유닛(916)을 포함하는 센서 네트워크 제어 유닛(112)이 블록(710)에서 디지털 센서에 대한 교정 계수를 계산할 수 있다.
블록(712)에서, 제어 디바이스는 교정 계수를 저장할 수 있다. 교정 계수는 교정 계수가 계산된 디지털 센서의 적절한 식별자와 각각의 교정 계수를 연관시키는 방식으로 저장될 수 있다. 일부 실시예들에서, 교정 계수는 블록(706)에서 저장된 센서 데이터와 동일한 메모리 또는 상이한 메모리에 저장될 수 있다. 일부 실시예들에서, 산술 연산 유닛(916)을 포함하는 센서 네트워크 제어 유닛(112)이 블록(712)에서 교정 계수를 저장할 수 있다.
도 8은 일 실시예에 따른 핫스팟을 식별하고 매핑하는 방법(800)을 도시한다. 방법(800)은 프로세서에서 실행되는 소프트웨어(예를 들어, 도 1 및 도 9의 센서 네트워크 제어 유닛(112))로, 범용 하드웨어로, 전용 하드웨어(예를 들어, 도 1 및 도 9의 센서 네트워크 제어 유닛(112))로 구현되거나, 다른 개별 컴포넌트(예를 들어, 도 1의 프로세서(102), 캐시 메모리(104), IP 유닛(106), 네트워킹 유닛(108), IO 유닛(110), 도 5의 집적 회로 컴포넌트(500)) 및 다양한 메모리/캐시 제어기를 포함하는 디지털 센서 네트워크(예를 들어, 도 1의 디지털 센서 네트워크(100)) 내에서 소프트웨어를 실행하는 프로세서(예를 들어, 도 1 및 도 9의 센서 네트워크 제어 유닛(112))와 같은 소프트웨어 구성 프로세서와 전용 하드웨어의 조합으로 구현될 수 있다. 다양한 실시예들에서 가능한 대안적인 구성들을 포함하기 위해, 방법(800)을 구현하는 하드웨어는 본 명세서에서 "제어 디바이스"로 지칭된다. 일부 실시예들에서, 방법(800)은 다수의 집적 회로 컴포넌트들에 대해 별도로 및/또는 다수의 집적 회로 컴포넌트들에 대해 동시에 포함되는 집적 회로 컴포넌트들의 임의의 수 및 조합에 대해 구현될 수 있다. 방법(800)은 예시 및 참조 용이성을 위해 특정 구조적 요소를 참조하여 본 명세서에서 설명된다. 그러나 방법(800)의 블록들(802-822)을 참조하여 설명된 동작들을 수행하기 위한 다른 적절한 구조적 요소들이 본 개시의 범위 내에서 고려된다.
블록(802)에서, 제어 디바이스는 디지털 센서 네트워크의 디지털 센서(예를 들어, 도 1, 도 2 및 도 5 내지 도 6d의 디지털 센서(114))의 임의의 수 및 조합으로부터 센서 출력 신호를 수신할 수 있다. 제어 디바이스는 집적 회로 컴포넌트의 임의의 수 및 조합의 영역 내에 분포된 디지털 센서로부터 센서 출력 신호를 수신할 수 있다. 각각의 센서 출력 신호는 센서 출력 신호를 출력하는 디지털 센서에 대한 카운터 값 및/또는 식별자의 센서 데이터를 포함할 수 있다. 일부 실시예들에서, 센서 측정 입력 및 저장 유닛(예를 들어, 도 9의 센서 측정 입력 및 저장 유닛(904))을 포함하는 센서 네트워크 제어 유닛(112)이 블록(802)에서 디지털 센서로부터 센서 출력 신호를 수신할 수 있다.
블록(804)에서, 제어 디바이스는 임의의 수의 임계 디지털 센서를 선택할 수 있다. 일부 실시예들에서, 제어 디바이스는 디지털 센서의 카운터 값을 서로 비교하고 카운터 값 중 어떤 카운터 값이 임계 카운터 값인지를 결정할 수 있다. 임계 카운터 값은 비교된 카운터 값의 범위의 극단에 있는 카운터 값일 수 있다. 일부 실시예들에서, 제어 디바이스는 비교된 카운터 값과 연관된 디지털 센서의 식별자를 갖는 디지털 센서에 대한 예상 카운터 값에 카운터 값을 비교할 수 있고, 카운터 값 중 어떤 카운터 값이 임계 카운터 값인지를 결정할 수 있다. 임계 카운터 값은 예상 카운터 값으로부터 최소 또는 최대 편차를 갖는 카운터 값일 수 있다. 일부 실시예들에서, 카운터 값은 비교 전에 각각의 교정 계수에 의해 조정될 수 있다. 일부 실시예들에서, 제어 디바이스는 선택하기 위한 다수의 임계 카운터 값 및/또는 임계 카운터 값 문턱값에 기초하여 임계 카운터 값 문턱값을 초과하는 임계 카운터 값에 기초하여 선택하는 것을 포함하여 임계 카운터 값의 임의의 수 및 조합을 선택할 수 있다. 임계 카운터 값은 비교의 극단 값으로 지칭될 수 있다. 제어 디바이스는 임계 카운터 값과 연관된 디지털 센서의 식별자를 임계 디지털 센서의 식별자로서 식별할 수 있다. 일부 실시예들에서, 임계 디지털 센서 데이터 선택 유닛(예컨대, 도 9의 임계 디지털 센서 데이터 선택 유닛(906))을 포함하는 센서 네트워크 제어 유닛(112)이 블록(804)에서 임계 디지털 센서를 선택할 수 있다.
블록(806)에서, 제어 디바이스는 임의의 수의 임계 타일(예를 들어, 도 5 내지 도 6d의 임계 타일(512))을 식별할 수 있다. 제어 디바이스는 임계 디지털 센서의 식별자를 사용하여 메모리로부터 임계 타일 데이터를 리트리브할 수 있다. 임계 디지털 센서의 식별자는 타일(예를 들어, 도 5의 타일(502), 도 5 내지 도 6d의 임계 타일(512))의 중심 디지털 센서에 대한 것일 수 있다. 임계 디지털 센서의 식별자는 타일의 식별자를 포함하는 타일 데이터와 연관될 수 있다. 제어 디바이스는 임계 디지털 센서의 식별자와 연관된 타일의 식별자를 리트리브할 수 있다. 제어 디바이스는 임계 디지털 센서의 식별자와 연관된 타일의 식별자를 임계 타일의 식별자로서 식별할 수 있다. 일부 실시예들에서, 타일 데이터 선택 유닛(예를 들어, 도 9의 타일 데이터 선택 유닛(912))을 포함하는 센서 네트워크 제어 유닛(112)이 블록(806)에서 임계 타일을 식별할 수 있다.
블록(808)에서, 제어 디바이스는 임계 타일의 주변 디지털 센서를 식별할 수 있다. 전술한 바와 같이, 제어 디바이스는 임계 디지털 센서의 식별자를 사용하여 메모리로부터 임계 타일 데이터를 리트리브할 수 있다. 임계 디지털 센서의 식별자는 타일의 식별자 및 타일의 주변 디지털 센서의 식별자를 포함하는 타일 데이터와 연관될 수 있다. 일부 실시예들에서, 제어 디바이스는 임계 디지털 센서의 식별자와 연관된 주변 디지털 센서의 식별자를 리트리브할 수 있다. 제어 디바이스는 임계 디지털 센서의 식별자와 연관된 주변 디지털 센서의 식별자를 임계 타일의 주변 디지털 센서의 식별자로서 식별할 수 있다. 일부 실시예들에서, 제어 디바이스는 임계 타일의 식별자와 연관된 주변 디지털 센서의 식별자를 리트리브할 수 있다. 제어 디바이스는 임계 타일의 식별자와 연관된 주변 디지털 센서의 식별자를 임계 타일의 주변 디지털 센서의 식별자로서 식별할 수 있다. 일부 실시예에서, 타일 데이터 선택 유닛(912)을 포함하는 센서 네트워크 제어 유닛(112)이 블록(808)에서 임계 타일의 주변 디지털 센서를 식별할 수 있다.
블록(810)에서, 제어 디바이스는 임계 타일의 주변 디지털 센서의 카운터 값을 정렬할 수 있다. 제어 디바이스는 임계 타일의 주변 디지털 센서의 식별자를 사용하여 메모리로부터 주변 디지털 센서의 식별자와 연관된 카운터 값을 리트리브할 수 있다. 제어 디바이스는 각각의 임계 타일 내에서 잠재적 핫스팟(예를 들어, 도 6a 내지 도 6d의 잠재적 핫스팟(600, 604))의 위치를 좁히기 위해 각각의 임계 타일에 대한 주변 디지털 센서의 카운터 값을 정렬할 수 있다. 일부 실시예들에서, 제어 디바이스는 카운터 값의 크기에 기초하여 서로 비교하여 카운터 값을 정렬할 수 있다. 일부 실시예들에서, 제어 디바이스는 각각의 예상 값으로부터 카운터 값의 편차의 크기에 기초하여 카운터 값을 정렬할 수 있다. 일부 실시예들에서, 제어 디바이스는 임계 타일의 주변 디지털 센서의 식별자를 사용하여 메모리로부터 주변 디지털 센서의 식별자와 연관된 교정 계수를 리트리브할 수 있다. 주변 디지털 센서의 리트리브된 카운터 값은 비교 전에 각각의 교정 계수에 의해 조정될 수 있다. 제어 디바이스는 임계 타일의 디지털 센서 중 어떤 디지털 센서가 임계 타일의 다른 디지털 센서에 비해 핫스팟(예를 들어, 도 5의 핫스팟(510))에 더 가까운지를 제어 디바이스에 나타내는 순서로 카운터 값을 정렬할 수 있으며, 여기서 중심 디지털 센서가 가장 가까우며, 다양한 주변 디지털 센서로 이어진다. 일부 실시예들에서, 산술 연산 유닛(예를 들어, 도 9의 산술 연산 유닛(916))을 포함하는 센서 네트워크 제어 유닛(112)이 블록(810)에서 임계 타일의 주변 디지털 센서의 카운터 값을 정렬할 수 있다.
블록(812)에서, 제어 디바이스는 잠재적 핫스팟(예를 들어, 도 6a 내지 도 6d의 핫스팟(604))의 서브 세트를 결정할 수 있다. 제어 디바이스는 각각의 잠재적 핫스팟에서의 환경 조건에 대한 수학식 시스템(수학식 10)을 해결하기 위해 잠재적 핫스팟을 선택할 수 있다. 중심 디지털 센서가 임계 디지털 센서이므로, 핫스팟에 가장 가까운 디지털 센서일 수 있으며, 제어 디바이스는 잠재적 핫스팟을 중심 디지털 센서로부터 타일 폭 반경 반(예를 들어, 도 6a 내지 도 6d에서의 타일 폭 반경(606) 반) 이내의 잠재적 핫스팟으로 좁힐 수 있다. 제어 디바이스는 주변 디지털 센서의 정렬된 카운터 값의 관계에 기초하여 잠재적 핫스팟이 더 좁혀질 수 있다고 결정할 수 있다. 제어 디바이스는 잠재적 핫스팟을 주변 디지털 센서 중 다수의 최상위 정렬된 카운터 값과 연관된 주변 디지털 센서와 중심 디지털 센서 사이의 잠재적 핫스팟으로 더 좁힐 수 있다. 제어 디바이스는 주변 디지털 센서의 다수의 최상위 정렬된 카운터 값 사이의 관계에 기초하여 잠재적 핫스팟을 더 좁힐 수 있다. 예를 들어, 2 개의 동일한 최상위 정렬된 카운터 값에 대해, 제어 디바이스는 잠재적 핫스팟을 2 개의 동일한 최상위 정렬된 카운터 값과 연관된 주변 디지털 센서 사이의 축을 따른 잠재적 핫스팟으로 더 좁힐 수 있다. 다른 예를 들어, 순차적으로 정렬된 카운터 값에 대해, 제어 디바이스는 잠재적 핫스팟을 중심 디지털 센서와 최상위 정렬된 카운터 값과 연관된 주변 디지털 센서를 연결하는 축과 다음 2 개의 최상위 정렬된 카운터 값과 연관된 주변 디지털 센서 사이의 축 사이의 잠재적 핫스팟으로 더 좁힐 수 있다. 다른 예를 들어, 최상위 정렬된 카운터 값 아래로 순차적으로 정렬된 2 개의 동일한 최상위 정렬된 카운터 값에 대해, 제어 디바이스는 잠재적 핫스팟을 중심 디지털 센서와 최상위 정렬된 카운터 값과 연관된 주변 디지털 센서를 연결하는 축을 따른 잠재적 핫스팟으로 더 좁힐 수 있다. 제어 디바이스는 잠재적 핫스팟의 서브 세트가 제어 디바이스에 의해 좁혀진 잠재적 핫스팟을 포함할 수 있다고 결정할 수 있다. 일부 실시예들에서, 산술 연산 유닛(916)을 포함하는 센서 네트워크 제어 유닛(112)이 블록(812)에서 잠재적 핫스팟의 서브 세트를 결정할 수 있다.
블록(814)에서, 제어 디바이스는 잠재적 핫스팟의 서브 세트의 잠재적 핫스팟에서의 환경 조건을 결정할 수 있다. 잠재적 핫스팟의 서브 세트의 잠재적 핫스팟에서의 환경 조건을 결정하기 위해, 제어 디바이스는 각각의 디지털 센서에 대한 기준 센서 값(수학식 9)을 해결하기 위한 잠재적 핫스팟의 서브 세트에 대한 디지털 센서의 카운터 값 및 교정 계수를 사용하여 각각의 잠재적 핫스팟에서의 환경 조건에 대한 수학식 시스템(수학식 10)을 해결할 수 있다. 제어 디바이스는 각각의 잠재적 핫스팟에서의 환경 조건에 대한 수학식 시스템(수학식 10)을 해결하기 위해 잠재적 핫스팟의 서브 세트에 대한 디지털 센서의 교정 계수 및 각각의 디지털 센서에 대한 결과적인 기준 센서 값을 사용할 수 있다. 일부 실시예들에서, 산술 연산 유닛(916)을 포함하는 센서 네트워크 제어 유닛(112)이 블록(814)에서 잠재적 핫스팟의 서브 세트의 잠재적 핫스팟에서의 환경 조건을 결정할 수 있다.
블록(816)에서, 제어 디바이스는 핫스팟을 식별할 수 있다. 서브 세트 잠재적 핫스팟에 대한 각각의 잠재적 핫스팟에서의 환경 조건에 대한 수학식 시스템(수학식 10)을 해결한 결과를 사용하여, 제어 디바이스는 결과를 비교하여 어떤 잠재적 핫스팟이 핫스팟인지를 결정할 수 있다. 비교는 각각의 잠재적 핫스팟에서의 환경 조건에 대한 수학식 시스템(수학식 10)을 해결함으로써 발생하는 다른 모든 환경 조건 값보다 더 높거나 낮은 것과 같은 더 극단적인 환경 조건 값을 갖는 핫스팟을 야기할 수 있다. 제어 디바이스는 가장 극단적인 환경 조건 값을 갖는 잠재적 핫스팟을 핫스팟으로 식별할 수 있다. 일부 실시예들에서, 산술 연산 유닛(916)을 포함하는 센서 네트워크 제어 유닛(112)이 블록(816)에서 핫스팟을 식별할 수 있다.
블록(818)에서, 제어 디바이스는 핫스팟을 임계 타일 상의 위치에 매핑할 수 있다. 각 타일의 각각의 주변 디지털 센서에 대해 미리 정의된 피팅 매트릭스 계수가 타일의 식별자와 관련하여 메모리에 저장될 수 있다. 제어 디바이스는 최상위 정렬된 카운터 값과 연관되고 임계 타일과 연관된 주변 디지털 센서에 대한 피팅 매트릭스 계수를 메모리로부터 리트리브할 수 있다. 리트리브된 피팅 매트릭스 계수를 사용하여, 제어 디바이스는 핫스팟을 최상위 정렬된 카운터 값과 연관되고 임계 타일과 연관된 주변 디지털 센서로부터의 오프셋에 매핑할 수 있다. 일부 실시예들에서, 집적 회로 위치 매핑 유닛(예를 들어, 집적 회로 위치 매핑 유닛(922))을 포함하는 센서 네트워크 제어 유닛(112)이 블록(818)에서 핫스팟을 임계 타일 상의 위치에 매핑할 수 있다.
블록(820)에서, 제어 디바이스는 핫스팟을 집적 회로 상의 위치에 매핑할 수 있다. 일부 실시예들에서, 제어 디바이스는 핫스팟을 집적 회로 상의 위치에 매핑할 수 있다. 일부 실시예들에서, 제어 디바이스는 핫스팟을 집적 회로 컴포넌트 상의 위치에 매핑할 수 있다. 본 명세서의 예들은 집적 회로를 사용하여 설명되지만, 매핑은 집적 회로 컴포넌트에 유사하게 이루어질 수 있음이 명백해야 한다. 각각의 타일의 식별자는 집적 회로 상의 좌표 위치와 연관될 수 있다. 집적 회로 상의 임계 타일의 위치 및 임계 타일로의 핫스팟의 매핑을 사용하여, 제어 디바이스는 집적 회로 상의 핫스팟의 위치를 결정할 수 있다. 일부 실시예들에서, 집적 회로 위치 매핑 유닛(922)을 포함하는 센서 네트워크 제어 유닛(112)이 블록(820)에서 핫스팟을 집적 회로 상의 위치에 매핑할 수 있다.
선택적 블록(822)에서, 제어 디바이스는 임계 디지털 센서의 카운터 값을 환경 조건에 매핑할 수 있다. 제어 디바이스는 핫스팟에서의 환경 조건에 대한 수학식 시스템(수학식 10)을 해결함으로써 발생하는 환경 조건 값에 임계 디지털 센서의 카운터 값을 매핑할 수 있다. 일부 실시예들에서, 집적 회로 위치 매핑 유닛(922)을 포함하는 센서 네트워크 제어 유닛(112)이 선택적 블록(820)에서 임계 디지털 센서의 카운터 값을 환경 조건에 매핑할 수 있다.
도 9는 다양한 실시예들을 구현하기에 적합한 예시적인 센서 네트워크 제어 유닛 및 프로세스 흐름을 도시한다. 센서 네트워크 제어 유닛(112)은 집적 회로 상의 핫스팟(예를 들어, 도 5의 핫스팟(510))의 위치를 결정하기 위해, 디지털 센서 네트워크(예를 들어, 도 1의 디지털 센서 네트워크(100))의 디지털 센서(예를 들어, 도 1 및 도 6a 내지 도 6d의 디지털 센서(114))로부터의 환경 조건의 측정, 카운터 값을 사용하도록 구성될 수 있다. 일부 실시예들에서, 센서 네트워크 제어 유닛(112)의 다양한 유닛들(904, 906, 912, 916, 922)은 하드웨어로 구현될 수 있다. 일부 실시예들에서, 센서 네트워크 제어 유닛(112)의 다양한 유닛들(904, 906, 912, 916, 922)은 소프트웨어 구성 프로세서로 구현될 수 있다. 일부 실시예들에서, 센서 네트워크 제어 유닛(112)의 다양한 유닛들(904, 906, 912, 916, 922)은 하드웨어 및 소프트웨어 구성 프로세서의 조합으로 구현될 수 있다. 다양한 메모리(914, 930, 932, 934, 936)는 레지스터, 캐시, RAM, ROM, EEPROM, 플래시 메모리 등과 같은 휘발성 및/또는 비휘발성 메모리 디바이스의 임의의 수 및 조합으로 구현될 수 있다. 다양한 메모리(914, 930, 932, 934, 936)에 저장된 데이터는 데이터베이스, 데이터 구조, 미가공 데이터 등을 포함하며, 데이터를 센서 식별자(sensor identifier; SID) 또는 타일 식별자(tile identifier; TID)와 같은 고유 식별자와 연관시킬 수 있는 데이터 저장 포맷의 임의의 수 및 조합으로 저장될 수 있다.
최상위 레벨 명령어 디코딩 및 순차 로직(902)이 센서 네트워크 제어 유닛(112)의 기능의 실행을 용이하게 할 수 있다. 최상위 레벨 명령어 디코딩 및 순차 로직(902)은 센서 네트워크 제어 유닛(112)의 다양한 유닛들(904, 906, 912, 916, 922)에 대한 명령어를 디코딩 및 순서화할 수 있다. 명령어를 디코딩 및 순서화하는 것은, 명령어를 구현하고 명령어가 구현되는 순서를 제어하는데 필요한 연산 부호, 피연산자, 메모리 어드레스 등을 리트리브하는 것을 포함할 수 있다. 최상위 레벨 명령어 디코딩 및 순차 로직(902)은 다양한 메모리들(914, 930, 932, 934, 936)과 같은 명령어 및 데이터 메모리와 다양한 유닛들(904, 906, 912, 916, 922) 사이의 인터페이스일 수 있다.
센서 측정 입력 및 저장 유닛(904)이 디지털 센서 네트워크의 디지털 센서의 임의의 수 및 조합으로부터 카운터 값을 수신할 수 있다. 카운터 값은 통신 회로(예를 들어, 도 1의 통신 회로(116))를 통해 디지털 센서의 카운터 저장 장치(예를 들어, 도 2의 카운터 저장 장치(204))로부터 센서 출력 신호(예를 들어, 도 2의 센서 출력 신호(210))에서 수신될 수 있다. 일부 실시예들에서, 센서 측정 입력 및 저장 유닛(904)은 집적 회로 컴포넌트(예를 들어, 도 1의 프로세서(102), 캐시 메모리(104), IP 유닛(106), 네트워킹 유닛(108), IO 유닛(110), 도 5의 집적 회로 컴포넌트(500))의 임의의 수 및 조합의 디지털 센서로부터 카운터 값을 수신할 수 있다. 일부 실시예들에서, 센서 측정 입력 및 저장 유닛(904)은 핀을 SID와 연관시키는 것과 같이 지정된 디지털 센서와 연관된 핀을 통해 카운터 값을 수신할 수 있다. 일부 실시예들에서, 센서 측정 입력 및 저장 유닛(904)은 카운터 값과 연관된 SID와 같은 디지털 센서를 식별하는 데이터와 함께 버스 인터페이스를 통해 카운터 값을 수신할 수 있다.
센서 측정 입력 및 저장 유닛(904)은 수신된 카운터 값을 센서 데이터 메모리(930)(카운터)에 저장할 수 있다. 일부 실시예들에서, 센서 측정 입력 및 저장 유닛(904)은 수신된 카운터 값을 센서 데이터 메모리(930)에 사전 로드될 수 있는 SID와 관련하여 저장할 수 있다. 일부 실시예들에서, 센서 측정 입력 및 저장 유닛(904)은 센서 데이터 메모리(930)에 SID 및 관련된 수신된 카운터 값에 대한 엔트리를 생성함으로써 수신된 카운터 값을 SID와 관련하여 저장할 수 있다. 일부 실시예들에서, 센서 측정 입력 및 저장 유닛(904)은 집적 회로 컴포넌트의 임의의 수 및 조합의 디지털 센서에 대한 수신된 카운터 값 및 SID를 저장할 수 있다. 센서 데이터 메모리(930)는 SID와 연관된 디지털 센서의 시간에 따른 제조 편차 및/또는 열화에 대한 카운터 값을 조정하기 위해 SID와 연관된 교정 계수(D0 계수, D1 계수)를 추가로 저장할 수 있다.
임계 디지털 센서 데이터 선택 유닛(906)이 센서 데이터 메모리(930)로부터 저장된 SID 및 카운터 값의 일부 또는 전부를 리트리브할 수 있다. 일부 실시예들에서, 임계 디지털 센서 데이터 선택 유닛(906)은 집적 회로 컴포넌트의 임의의 수 및 조합의 디지털 센서에 대해 저장된 SID 및 카운터 값을 센서 데이터 메모리(930)로부터 리트리브할 수 있다. 일부 실시예들에서, 임계 디지털 센서 데이터 선택 유닛(906)은 리트리브된 카운터 값을 서로 비교하고 카운터 값 중 어떤 카운터 값이 임계 카운터 값인지를 결정할 수 있다. 임계 카운터 값은 비교된 카운터 값들의 범위의 극단에 있는 카운터 값일 수 있다. 일부 실시예들에서, 임계 디지털 센서 데이터 선택 유닛(906)은 리트리브된 카운터 값을 리트리브된 카운터 값과 연관된 SID를 갖는 디지털 센서에 대한 예상 카운터 값과 비교하고, 카운터 값 중 어떤 카운터 값이 임계 카운터 값인지를 결정할 수 있다. 임계 카운터 값은 예상 카운터 값으로부터 최소 또는 최대 편차를 갖는 카운터 값일 수 있다. 리트리브된 카운터 값은 비교 전에 각각의 교정 계수에 의해 조정될 수 있다. 일부 실시예들에서, 임계 디지털 센서 데이터 선택 유닛(906)은 선택하기 위한 다수의 임계 카운터 값 및/또는 임계 카운터 값 문턱값에 기초하여 임계 카운터 값 문턱값을 초과하는 임계 카운터 값에 기초하여 선택하는 것을 포함하여 임계 카운터 값의 임의의 수 및 조합을 선택할 수 있다. 임계 카운터 값은 비교의 극단 값으로 지칭될 수 있다. 임계 디지털 센서 데이터 선택 유닛(906)은 임계 카운터 값과 연관된 SID를 임계 SID로서 식별할 수 있다. 일부 실시예들에서, 임계 디지털 센서 데이터 선택 유닛(906)은 리트리브된 SID와 연관된 교정 계수를 추가로 리트리브할 수 있다. 임계 디지털 센서 데이터 선택 유닛(906)은 임계 SID(908) 및 임계 카운터 값(910)의 임의의 수 및 조합을 타일 데이터 선택 유닛(912)에 출력할 수 있다.
타일 데이터 선택 유닛(912)은 임계 디지털 센서 데이터 선택 유닛(906)으로부터 임계 SID(908) 및 임계 카운터 값(910)을 수신할 수 있다. 타일 데이터 선택 유닛(912)은 임계 SID를 사용하여 타일 데이터 메모리(932)로부터 임계 타일 데이터를 리트리브할 수 있다. 타일 데이터 메모리(932)에서, 타일의 중심 디지털 센서의 SID(임계 SID일 수 있음)는 타일(예를 들어, 도 5의 타일(502), 도 5 내지 도 6d의 임계 타일(512))에 대한 TID, 집적 회로 및/또는 집적 회로 컴포넌트에 대한 타일 오프셋(X 및 Y), 및 타일의 주변 디지털 센서에 대한 SID를 포함하는 타일 데이터와 연관될 수 있다. 타일 데이터 선택 유닛(912)은 임계 SID를 임계 타일(예를 들어, 도 5 내지 도 6d의 임계 타일(512))의 중심 디지털 센서로서 식별할 수 있다. 타일 데이터 선택 유닛(912)은 타일 데이터 메모리(932)로부터 임계 SID와 연관된 주변 디지털 센서에 대한 SID 및 TID를 리트리브하고, 주변 디지털 센서에 대한 SID를 사용하여 센서 데이터 메모리(930)로부터 주변 디지털 센서에 대한 SID와 연관된 카운터 값 및 교정 계수를 리트리브할 수 있다. 타일 데이터 선택 유닛(912)은 또한 임계 SID를 사용하여 센서 데이터 메모리(930)로부터 임계 SID와 연관된 교정 계수를 리트리브할 수 있다. 타일 데이터 선택 유닛(912)은 임계 SID, 임계 SID와 연관된 임계 카운터 값 및 교정 계수를 서로 관련하여 임시 임계 타일 데이터 메모리(914)에 저장할 수 있다. 타일 데이터 선택 유닛(912)은 임계 SID의 주변 디지털 센서에 대한 리트리브된 SID, 주변 디지털 센서에 대한 SID와 연관된 카운터 값, 및 주변 디지털 센서에 대한 SID와 연관된 교정 계수를 서로 관련하여 임계 타일 데이터 메모리(914)에 저장할 수 있다. 일부 실시예들에서, 타일 데이터 선택 유닛(912)은 또한 임계 SID 및 주변 디지털 센서 SID와 연관된 TID를 임계 타일 데이터 메모리(914)에 저장할 수 있다.
산술 연산 유닛(916)은 임계 타일 데이터 메모리(914)로부터 카운터 값을 리트리브하고, 임계 타일 내에서 잠재적 핫스팟의 위치를 좁히기 위해 카운터 값을 정렬할 수 있다. 일부 실시예들에서, 산술 연산 유닛(916)은 카운터 값들의 크기에 기초하여 서로 비교하여 카운터 값을 정렬할 수 있다. 일부 실시예들에서, 산술 연산 유닛(916)은 각각의 예상 값으로부터 카운터 값의 편차의 크기에 기초하여 카운터 값을 정렬할 수 있다. 예상 카운터 값 또는 리트리브된 카운터 값은 비교 전에 각각의 교정 계수에 의해 조정될 수 있다. 산술 연산 유닛(916)은 임계 타일의 디지털 센서 중 어떤 디지털 센서가 임계 타일의 다른 디지털 센서에 비해 핫스팟에 더 가까운지를 산술 연산 유닛(916)에 나타내는 순서로 카운터 값을 정렬할 수 있다. 임계 카운터 값은 최상위 정렬된 카운터 값일 수 있고, 주변 SID의 카운터 값은 임계 카운터 값과 관련하여 더 낮은 정렬된 카운터 값일 수 있다.
산술 연산 유닛(916)은 각각의 잠재적 핫스팟에서의 환경 조건에 대한 수학식 시스템(수학식 10)을 해결하기 위해 잠재적 핫스팟의 서브 세트를 선택할 수 있다. 중심 디지털 센서가 임계 디지털 센서이므로, 핫스팟에 가장 가까운 디지털 센서일 수 있으며, 산술 연산 유닛(916)은 잠재적 핫스팟을 각각의 중심 디지털 센서로부터 타일 폭 반경 반(예를 들어, 도 6a 내지 도 6d에서의 타일 폭 반경(606) 반) 이내의 잠재적 핫스팟으로 좁힐 수 있다. 산술 연산 유닛(916)은 주변 디지털 센서의 정렬된 카운터 값의 관계에 기초하여 잠재적 핫스팟이 더 좁혀질 수 있다고 결정할 수 있다. 산술 연산 유닛(916)은 잠재적 핫스팟을 주변 디지털 센서 중 다수의 최상위 정렬된 카운터 값과 연관된 각각의 주변 디지털 센서와 중심 디지털 센서 사이의 잠재적 핫스팟으로 더 좁힐 수 있다. 산술 연산 유닛(916)은 주변 디지털 센서의 다수의 최상위 정렬된 카운터 값 사이의 관계에 기초하여 잠재적 핫스팟을 더 좁힐 수 있다. 예를 들어, 2 개의 동일한 최상위 정렬된 카운터 값에 대해, 산술 연산 유닛(916)은 잠재적 핫스팟을 2 개의 동일한 최상위 정렬된 카운터 값과 연관된 주변 디지털 센서 사이의 축을 따른 잠재적 핫스팟으로 더 좁힐 수 있다. 다른 예를 들어, 순차적으로 정렬된 카운터 값에 대해, 산술 연산 유닛(916)은 잠재적 핫스팟을 중심 디지털 센서와 최상위 정렬된 카운터 값과 연관된 주변 디지털 센서를 연결하는 축과 다음 2 개의 최상위 정렬된 카운터 값과 연관된 주변 디지털 센서 사이의 축 사이의 잠재적 핫스팟으로 더 좁힐 수 있다. 다른 예를 들어, 다른 최상위 정렬된 카운터 값 아래로 순차적으로 정렬된 2 개의 동일한 최상위 정렬된 카운터 값에 대해, 산술 연산 유닛(916)은 잠재적 핫스팟을 중심 디지털 센서와 최상위 정렬된 카운터 값과 연관된 주변 디지털 센서를 연결하는 축을 따른 잠재적 핫스팟으로 좁힐 수 있다. 산술 연산 유닛(916)은 잠재적 핫스팟의 서브 세트가 산술 연산 유닛(916)에 의해 좁혀진 잠재적 핫스팟을 포함할 수 있다고 결정할 수 있다.
산술 연산 유닛(916)은 잠재적 핫스팟의 서브 세트의 각각의 잠재적 핫스팟에서의 환경 조건을 결정하는 수학식 시스템을 해결할 수 있다. 잠재적 핫스팟의 서브 세트의 잠재적 핫스팟에서의 환경 조건을 결정하기 위해, 산술 연산 유닛(916)은 각각의 디지털 센서에 대한 기준 센서 값(수학식 9)을 해결하기 위한 잠재적 핫스팟의 서브 세트에 대한 디지털 센서의 카운터 값 및 교정 계수를 사용하여 각각의 잠재적 핫스팟에서의 환경 조건에 대한 수학식 시스템(수학식 10)을 해결할 수 있다. 산술 연산 유닛(916)은 각각의 잠재적 핫스팟에서의 환경 조건에 대한 수학식 시스템(수학식 10)을 해결하기 위해 잠재적 핫스팟의 서브 세트에 대한 디지털 센서의 교정 계수 및 각각의 디지털 센서에 대한 결과적인 기준 센서 값을 사용할 수 있다.
서브 세트 잠재적 핫스팟에 대한 각각의 잠재적 핫스팟에서의 환경 조건에 대한 수학식 시스템(수학식 10)을 해결한 결과를 사용하여, 산술 연산 유닛(916)은 결과를 비교하여 어떤 잠재적 핫스팟이 핫스팟인지를 결정할 수 있다. 비교는 서브 세트 잠재적 핫스팟에 대한 각각의 잠재적 핫스팟에서의 환경 조건에 대한 수학식 시스템(수학식 10)을 해결함으로써 발생하는 다른 모든 환경 조건 값보다 더 높거나 낮은 것과 같은 더 극단적인 환경 조건 값을 갖는 핫스팟을 야기할 수 있다. 산술 연산 유닛(916)은 가장 극단적인 환경 조건 값을 갖는 잠재적 핫스팟을 핫스팟으로 식별할 수 있다.
산술 연산 유닛(916)은 핫스팟을 임계 타일 상의 위치에 매핑할 수 있다. 각 타일의 각각의 주변 디지털 센서에 대해 미리 정의된 피팅 매트릭스 계수(f0, f1, f2,...)가 TID와 관련하여 타일 피팅 메모리(934)에 저장될 수 있다. 산술 연산 유닛(916)은 타일 피팅 메모리(934)로부터 최상위 정렬된 카운터 값과 연관되고 임계 타일과 연관된 주변 디지털 센서에 대한 피팅 매트릭스 계수를 리트리브할 수 있다. 리트리브된 피팅 매트릭스 계수를 사용하여, 산술 연산 유닛(916)은 핫스팟을 최상위 정렬된 카운터 값과 연관되고 임계 타일과 연관된 주변 디지털 센서로부터의 오프셋에 매핑할 수 있다. 산술 연산 유닛(916)은 핫스팟 타일 위치(918) 및 핫스팟 환경 조건 값(920)을 출력할 수 있다.
집적 회로 위치 매핑 유닛(922)이 산술 연산 유닛(916)으로부터 핫스팟 타일 위치(918) 및 핫스팟 환경 조건 값(920)을 수신할 수 있다. 핫스팟 타일 위치를 사용하여, 집적 회로 위치 매핑 유닛(922)은 핫스팟을 집적 회로 상의 위치에 매핑할 수 있다. 일부 실시예들에서, 제어 디바이스는 핫스팟을 집적 회로 상의 위치에 매핑할 수 있다. 일부 실시예들에서, 제어 디바이스는 핫스팟을 집적 회로 컴포넌트 상의 위치에 매핑할 수 있다. 본 명세서의 예들은 집적 회로를 사용하여 설명되지만, 매핑은 집적 회로 컴포넌트에 유사하게 이루어질 수 있음이 명백해야 한다. 각각의 TID는 집적 회로 상의 좌표 위치와 연관될 수 있다. 집적 회로 상의 임계 타일의 위치 및 임계 타일로의 핫스팟의 매핑을 사용하여, 집적 회로 위치 매핑 유닛(922)은 집적 회로 상의 각각의 핫스팟의 위치를 결정할 수 있다. 집적 회로 위치 매핑 유닛(922)은 집적 회로 상의 핫스팟 위치(924) 및 핫스팟 환경 조건 값(926)을 출력할 수 있다.
선택적으로, 집적 회로 위치 매핑 유닛(922)은 임계 디지털 센서의 카운터 값을 환경 조건에 매핑할 수 있다. 집적 회로 위치 매핑 유닛(922)은 핫스팟에서의 환경 조건에 대한 수학식 시스템(수학식 10)을 해결함으로써 발생하는 환경 조건 값에 임계 카운터 값을 매핑한다. 집적 회로 위치 매핑 유닛(922)은 각각의 임계 SID 및 임계 카운터 값과 관련하여 환경 조건 값을 환경 조건 매핑 메모리(936)에 저장할 수 있다.
일부 실시예들에서, 산술 연산 유닛(916)은 카운터 값을 사용하여 센서 네트워크 제어 유닛의 자체 교정을 실행할 수 있다. 센서 데이터 메모리(930)로부터의 카운터 값을 사용하여, 산술 연산 유닛(916)은 디지털 센서에 대한 교정 계수를 계산할 수 있다. 산술 연산 유닛(916)은 각각의 디지털 센서에 대한 카운터 값 및 기준 값을 사용하여 교정 계수에 대한 수학식(수학식 7 및 수학식 8)을 해결할 수 있다. 교정 계수 저장 유닛(928)이 계산된 교정 계수를 카운터 값과 연관된 각각의 SID와 관련하여 센서 데이터 메모리(930)에 저장할 수 있다.
다양한 실시예들의 동작들을 수행하기 위해 프로그램 가능 프로세서 상에서 실행하기 위한 컴퓨터 프로그램 코드 또는 "프로그램 코드"는 C, C++, C#, 스몰토크, 자바, 자바 스크립트, 비쥬얼 베이직, 구조화된 쿼리 언어(예를 들어, Transact-SQL), 펄과 같은 고급 프로그래밍 언어 또는 기타 다양한 프로그래밍 언어로 작성될 수 있다. 본 출원에서 사용되는 컴퓨터 판독 가능 저장 매체에 저장된 프로그램 코드 또는 프로그램은 프로세서에 의해 이해될 수 있는 포맷을 갖는 기계 언어 코드(예를 들어, 객체 코드)를 나타낼 수 있다.
모든 도면을 참조하고 본 개시의 다양한 실시예들에 따르면, 임계 환경 조건(예를 들어, 전압 및/또는 온도)의 위치 및 값을 정확히 찾아내기 위해 디지털 센서 네트워크로부터의 정보를 효율적으로 처리하도록 더 작고 더 빠른 이산 디지털 센서를 사용할 수 있는 디지털 센서 네트워크가 본 명세서에 개시된다. 아날로그 센서보다 정확도는 떨어지지만 더 작은 다수의 디지털 센서를 사용함으로써, 핫스팟의 위치는 더 미세한 세분화 정도와 예측으로 결정될 수 있다. 다수의 디지털 센서는 집적 회로의 임계 영역에 더 가깝고 더 빠른 방식으로 위치될 수 있다. 제어 유닛은 디지털 센서 네트워크로부터의 판독치의 후처리를 통해, 핫스팟의 정확한 값 및 위치를 생성할 수 있다. 이러한 방식으로, 시스템 제어기가 온도를 감소시키기 위해 적절한 단계(예를 들어, 핫스팟 유닛의 속도를 늦추고, 핫스팟 유닛에서 다른 유닛으로 처리를 전달하는 등)를 취할 수 있다. 제조 편차를 제어하기 위해 자체 교정 기술을 제공할 수도 있는 다양한 실시예들이 개시되어 있다.
본 개시의 일 실시예에 따르면, 디지털 센서 네트워크가 제공되며, 상기 디지털 센서 네트워크는, 집적 회로의 집적 회로 컴포넌트(예를 들어, 102, 104, 106, 108, 110)의 영역 내에 분포된 복수의 디지털 센서(114) - 복수의 디지털 센서(114) 각각은 링 발진기(200)를 포함하고, 지정된 기간 동안 카운트된 링 발진기의 카운터 값을 출력하도록 구성됨 - ; 및 통신 회로(116)를 통해 복수의 디지털 센서(114)에 통신 가능하게 연결된 센서 네트워크 제어 유닛(112) - 센서 네트워크 제어 유닛(112)은 복수의 디지털 센서(114) 각각으로부터의 카운터 값을 포함하는 복수의 카운터 값을 수신하고, 집적 회로 컴포넌트(예를 들어, 102, 104, 106, 108, 110)의 영역 내에서 핫스팟(510)을 식별하도록 구성됨 - 을 포함한다.
본 개시의 다른 실시예에 따르면, 집적 회로의 집적 회로 컴포넌트(예를 들어, 102, 104, 106, 108, 110)의 영역 내에 복수의 디지털 센서(114)를 갖는 디지털 센서 네트워크(100)에서 핫스팟(510)을 식별하고 매핑하는 방법이 제공되며, 상기 방법은 집적 회로 컴포넌트의 영역 내의 복수의 디지털 센서(114) 각각으로부터의 카운터 값을 포함하는 복수의 카운터 값을 수신하는 단계; 및 집적 회로 컴포넌트(예를 들어, 102, 104, 106, 108, 110)의 영역 내에서 핫스팟(510)을 식별하는 단계를 포함한다.
앞서 말한 방법 설명 및 프로세스 흐름도는 단지 예시적인 예로서 제공되며, 다양한 실시예들의 동작이 제시된 순서대로 수행되어야 한다는 것을 요구하거나 암시하도록 의도되지 않는다. 당업자라면 이해할 수 있는 바와 같이, 앞서 말한 실시예들에서의 동작 순서는 임의의 순서로 수행될 수 있다. "그 후", "그런 다음", "다음으로" 등과 같은 단어는 동작 순서를 제한하기 위한 것이 아니며, 이러한 단어는 단순히 방법의 설명을 통해 독자를 안내하기 위해 사용된다. 또한, 관사(예를 들어, "a", "an" 또는 "the")를 사용하는 단수의 청구항 요소에 대한 임의의 참조는 청구항 요소를 단수로 제한하는 것으로 해석되어서는 안 된다.
다양한 실시예들과 관련하여 설명된 다양한 예시적인 로직 블록, 모듈, 회로 및 알고리즘 동작은 전자 하드웨어, 컴퓨터 소프트웨어 또는 이들의 조합으로 구현될 수 있다. 하드웨어 및 소프트웨어의 이러한 상호 교환성을 명확하게 설명하기 위해, 다양한 예시적인 컴포넌트, 블록, 모듈, 회로 및 동작이 일반적으로 이들의 기능의 관점에서 설명되었다. 이러한 기능이 하드웨어 또는 소프트웨어로 구현되는지 여부는 전체 시스템에 부과된 특정 애플리케이션 및 설계 제약에 의해 결정된다. 당업자는 설명된 기능을 각각의 특정 애플리케이션에 대해 다양한 방식으로 구현할 수 있지만, 이러한 구현 결정은 청구 범위를 벗어나는 것으로 해석되어서는 안 된다.
본 명세서에 개시된 실시예들과 관련하여 설명된 다양한 예시적인 로직, 로직 블록, 모듈 및 회로를 구현하기 위해 사용되는 하드웨어는 범용 프로세서, 디지털 신호 프로세서(DSP), 주문형 반도체(ASIC), 필드 프로그램 가능 게이트 어레이(FPGA) 또는 다른 프로그램 가능 로직 디바이스, 이산 게이트 또는 트랜지스터 로직, 이산 하드웨어 컴포넌트 또는 본 명세서에 설명된 기능을 수행하도록 설계된 이들의 임의의 조합으로 구현되거나 수행될 수 있다. 범용 프로세서는 마이크로 프로세서일 수 있지만, 대안적으로, 프로세서는 임의의 종래의 프로세서, 제어기, 마이크로 제어기 또는 상태 머신일 수 있다. 프로세서는 또한 컴퓨팅 디바이스의 조합, 예를 들어, DSP와 마이크로 프로세서의 조합, 복수의 마이크로 프로세서, DSP 코어와 관련된 하나 이상의 마이크로 프로세서, 또는 임의의 다른 이러한 구성으로서 구현될 수 있다. 대안적으로, 일부 동작 또는 방법은 주어진 기능에 특정한 회로에 의해 수행될 수 있다.
하나 이상의 실시예들에서, 설명된 기능은 하드웨어, 소프트웨어, 펌웨어 또는 이들의 임의의 조합으로 구현될 수 있다. 소프트웨어로 구현되는 경우, 기능은 비일시적 컴퓨터 판독 가능 매체 또는 비일시적 프로세서 판독 가능 매체 상에 하나 이상의 명령어 또는 코드로서 저장될 수 있다. 본 명세서에 개시된 방법 또는 알고리즘의 동작은 비일시적 컴퓨터 판독 가능 또는 프로세서 판독 가능 저장 매체 상에 존재할 수 있는 프로세서 실행 가능 소프트웨어 모듈로 구현될 수 있다. 비일시적 컴퓨터 판독 가능 또는 프로세서 판독 가능 저장 매체는 컴퓨터 또는 프로세서에 의해 액세스될 수 있는 임의의 저장 매체일 수 있다. 비제한적인 예로서, 이러한 비일시적 컴퓨터 판독 가능 또는 프로세서 판독 가능 저장 매체는 RAM, ROM, EEPROM, 플래시 메모리, CD-ROM 또는 다른 광 디스크 저장 장치, 자기 디스크 저장 장치 또는 다른 자기 저장 장치, 또는 명령어 또는 데이터 구조의 형태로 원하는 프로그램 코드를 저장하는데 사용될 수 있고 컴퓨터에 의해 액세스될 수 있는 임의의 다른 매체를 포함할 수 있다. 디스크가 보통 자기적으로 데이터를 재생하지만, 디스크가 레이저를 사용하여 광학적으로 데이터를 재생하는 경우, 본 명세서에서 사용되는 디스크는 콤팩트 디스크(CD), 레이저 디스크, 광 디스크, 디지털 다기능 디스크(DVD), 플로피 디스크 및 블루레이 디스크를 포함한다. 상기의 조합은 또한 비일시적 컴퓨터 판독 가능 매체 및 프로세서 판독 가능 매체의 범위 내에 포함된다. 또한, 방법 또는 알고리즘의 동작은 비일시적 프로세서 판독 가능 매체 및/또는 컴퓨터 판독 가능 매체 상에 코드 및/또는 명령어 중 하나 또는 임의의 조합 또는 세트로서 존재할 수 있으며, 이는 컴퓨터 프로그램 제품에 통합될 수 있다.
개시된 실시예들의 전술한 설명은 당업자가 청구 범위를 만들거나 사용할 수 있도록 제공된다. 이들 실시예들에 대한 다양한 수정은 당업자에게 용이하게 명백할 것이며, 본 명세서에 정의된 일반적인 원리는 청구 범위를 벗어나지 않고 다른 실시예들 및 구현예들에 적용될 수 있다. 따라서, 본 개시는 본 명세서에 설명된 실시예들 및 구현예들로 제한되도록 의도되는 것이 아니라, 다음의 청구 범위 및 본 명세서에 개시된 원리 및 신규한 특징과 일치하는 가장 넓은 범위에 따라야 한다.
[실시예 1]
디지털 센서 네트워크에 있어서,
집적 회로의 집적 회로 컴포넌트의 영역 내에 분포된 복수의 디지털 센서 - 상기 복수의 디지털 센서 각각은 지정된 기간 동안 카운트된 카운터 값을 출력하도록 구성됨 - ; 및
통신 회로를 통해 상기 복수의 디지털 센서에 통신 가능하게 연결된 센서 네트워크 제어 유닛 - 상기 센서 네트워크 제어 유닛은,
상기 복수의 디지털 센서 각각으로부터의 상기 카운터 값을 포함하는 복수의 카운터 값을 수신하고;
상기 집적 회로 컴포넌트의 영역 내에서 핫스팟을 식별하도록 구성됨 -
을 포함하는, 디지털 센서 네트워크.
[실시예 2]
실시예 1에 있어서,
상기 센서 네트워크 제어 유닛은 임계 디지털 센서 데이터 선택 유닛을 포함하고, 상기 임계 디지털 센서 데이터 선택 유닛은,
상기 복수의 카운터 값을 비교하고;
상기 복수의 카운터 값의 비교 중 하나의 카운터 값을 임계 카운터 값으로서 식별하며;
상기 임계 카운터 값과 연관된 임계 디지털 센서를 식별하도록 구성되는 것인, 디지털 센서 네트워크.
[실시예 3]
실시예 2에 있어서,
상기 임계 디지털 센서 데이터 선택 유닛은, 상기 복수의 카운터 값을 비교하는 것이 디지털 센서에 대한 교정 계수를 사용하여 상기 복수의 디지털 센서 중의 디지털 센서로부터의, 상기 복수의 카운터 값 중의 카운터 값을 조정하는 것을 포함하도록 구성되는 것인, 디지털 센서 네트워크.
[실시예 4]
실시예 1에 있어서,
상기 센서 네트워크 제어 유닛은 타일(tile) 데이터 선택 유닛을 포함하고, 상기 타일 데이터 선택 유닛은,
임계 디지털 센서와 연관된 임계 타일 - 상기 임계 타일은 복수의 주변 디지털 센서에 의해 둘러싸인 중심 디지털 센서로서 상기 임계 디지털 센서를 갖는 제 1 그룹의 복수의 디지털 센서를 포함함 - 을 식별하고;
상기 복수의 주변 디지털 센서를 식별하도록 구성되는 것인, 디지털 센서 네트워크.
[실시예 5]
실시예 1에 있어서,
상기 센서 네트워크 제어 유닛은 산술 연산 유닛을 포함하고, 상기 산술 연산 유닛은,
임계 타일의 임계 디지털 센서를 둘러싸는 임계 타일의 복수의 주변 디지털 센서와 연관된 상기 복수의 카운터 값의 카운터 값을 정렬(sort)하고;
상기 임계 디지털 센서 주위의 타일 폭 반경 반 이내의 잠재적 핫스팟 및 상기 연관된 복수의 주변 디지털 센서 사이의 관계를 나타내는 정렬된 카운터 값의 관계에 기초하여, 상기 집적 회로 컴포넌트의 영역 내에서 잠재적 핫스팟의 서브 세트를 결정하도록 구성되는 것인, 디지털 센서 네트워크.
[실시예 6]
실시예 5에 있어서,
상기 산술 연산 유닛은 또한,
상기 잠재적 핫스팟의 서브 세트의 각각의 잠재적 핫스팟에서의 환경 조건을 포함하는 복수의 환경 조건을 결정하고;
상기 복수의 환경 조건으로부터 가장 극단적인 환경 조건을 식별하도록 구성되며,
상기 집적 회로 컴포넌트의 영역 내에서 상기 핫스팟을 식별하는 것은 상기 가장 극단적인 환경 조건을 갖는 잠재적 핫스팟으로서 상기 핫스팟을 식별하는 것을 포함하는 것인, 디지털 센서 네트워크.
[실시예 7]
실시예 5에 있어서,
상기 산술 연산 유닛은 또한, 상기 복수의 주변 디지털 센서 중 하나의 주변 디지털 센서의 위치를 사용하여 상기 임계 타일에서의 핫스팟의 위치에 상기 핫스팟을 매핑하도록 구성되며,
상기 주변 디지털 센서는 상기 정렬된 카운터 값 중 최상위 정렬된 카운터 값과 연관되는 것인, 디지털 센서 네트워크.
[실시예 8]
실시예 1에 있어서,
상기 센서 네트워크 제어 유닛은 임계 타일에서의 상기 핫스팟의 위치 및 상기 집적 회로에서의 상기 임계 타일의 위치를 사용하여 상기 집적 회로에서의 위치에 상기 핫스팟을 매핑하도록 구성된 집적 회로 위치 매핑 유닛을 포함하는 것인, 디지털 센서 네트워크.
[실시예 9]
실시예 1에 있어서,
상기 센서 네트워크 제어 유닛은 상기 디지털 센서의 기준 카운터 값 및 상기 복수의 카운터 값 중 상기 디지털 센서로부터의 카운터 값을 사용하여 상기 복수의 디지털 센서 중의 디지털 센서에 대한 교정 계수를 계산하도록 구성된 산술 연산 유닛을 포함하고, 상기 기준 카운터 값은 상기 집적 회로 컴포넌트에 제어 팩터가 적용된 상태에서 상기 디지털 센서로부터의 예상 카운터 값이고, 상기 카운터 값은 상기 집적 회로 컴포넌트에 제어 팩터가 적용된 상태에서 상기 디지털 센서로부터의 측정된 카운터 값인 것인, 디지털 센서 네트워크.
[실시예 10]
디지털 센서 네트워크에 있어서,
집적 회로의 집적 회로 컴포넌트의 영역 내에 분포된 복수의 디지털 센서 - 상기 복수의 디지털 센서 각각은 제 1 통신 회로를 통해 전기적으로 연결된 복수의 컴포넌트를 포함하고, 상기 복수의 컴포넌트는,
발진하는 링 발진기 신호를 출력하도록 구성된 링 발진기;
상기 발진하는 링 발진기 신호의 카운터 값을 나타내는 카운터 값 신호를 출력하도록 구성된 고속 카운터; 및
카운터 저장 장치를 포함하고, 상기 카운터 저장 장치는,
상기 카운터 값을 저장하고;
상기 저장된 카운터 값을 나타내는 센서 출력 신호를 출력하도록 구성됨 - ; 및
제 2 통신 회로를 통해 상기 복수의 디지털 센서에 통신 가능하게 연결된 센서 네트워크 제어 유닛 - 상기 센서 네터워크 제어 유닛은,
상기 복수의 디지털 센서 각각으로부터의 상기 센서 출력 신호를 포함하는 복수의 센서 출력 신호를 수신하고;
상기 집적 회로 컴포넌트 영역 내에서 핫스팟을 식별하도록 구성됨 -
을 포함하는, 디지털 센서 네트워크.
[실시예 11]
실시예 10에 있어서,
상기 링 발진기는 또한 트리거 신호의 제 1 에지를 수신하는 것에 응답하여 링 발진기 신호를 발진하도록 구성되고,
상기 복수의 디지털 센서 각각은 상기 제 1 통신 회로를 통해 전기적으로 연결된 상기 복수의 컴포넌트를 포함하고,
상기 복수의 컴포넌트는 저장 신호 동기화기를 더 포함하며, 상기 저장 신호 동기화기는,
상기 트리거 신호를 수신하고;
상기 링 발진기 신호를 수신하며;
상기 상기 트리거 신호의 제 2 에지 및 상기 링 발진기 신호의 에지를 수신하는 것에 응답하여 클리어 카운터 신호를 출력하도록 구성되고,
상기 카운터 저장 장치는 또한 상기 클리어 카운터 신호를 수신하도록 구성되며,
상기 센서 출력 신호를 출력하는 것은 상기 클리어 카운터 신호를 수신하는 것에 응답하여 상기 센서 출력 신호를 출력하는 것을 포함하는 것인, 디지털 센서 네트워크.
[실시예 12]
실시예 10에 있어서,
상기 집적 회로의 집적 회로 컴포넌트의 영역 내에 분포된 상기 복수의 디지털 센서는 타일 패턴으로 분포되며, 상기 타일 패턴의 제 1 타일은 상기 복수의 디지털 센서의 서브 세트를 포함하고, 상기 제 1 타일의 제 1 주변 디지털 센서 및 제 2 주변 디지털 센서는 제 1 거리 이격되고, 제 1 중심 디지털 센서는 상기 제 1 주변 디지털 센서 및 상기 제 2 주변 디지털 센서 각각으로부터 최대 상기 제 1 거리의 일부인 제 2 거리 이격되는 것인, 디지털 센서 네트워크.
[실시예 13]
실시예 12에 있어서,
상기 제 1 거리는 상기 집적 회로 컴포넌트의 회로에 의한 레이아웃 제한이 주어지면 상기 복수의 디지털 센서에 의해 측정된 환경 조건이 절반으로 감소하는 거리에 가능한 한 가까운 것인, 디지털 센서 네트워크.
[실시예 14]
실시예 12에 있어서,
상기 제 2 거리는 상기 집적 회로 컴포넌트의 회로에 의한 레이아웃 제한이 주어지면 상기 제 1 거리의 절반에 가능한 한 가까운 것인, 디지털 센서 네트워크.
[실시예 15]
실시예 12에 있어서,
상기 제 1 타일의 제 1 주변 디지털 센서는 제 2 타일의 제 2 중심 디지털 센서인 것인, 디지털 센서 네트워크.
[실시예 16]
집적 회로의 집적 회로 컴포넌트의 영역 내에 복수의 디지털 센서를 갖는 디지털 센서 네트워크에서 핫스팟을 식별하고 매핑하는 방법에 있어서,
상기 집적 회로 컴포넌트의 영역 내의 상기 복수의 디지털 센서 각각으로부터의 카운터 값을 포함하는 복수의 카운터 값을 수신하는 단계;
임계 타일의 임계 디지털 센서를 둘러싸는 상기 임계 타일의 복수의 주변 디지털 센서와 연관된 복수의 카운터 값의 카운터 값을 정렬하는 단계;
상기 임계 디지털 센서 주위의 타일 폭 반경 반 이내의 잠재적 핫스팟 및 상기 연관된 복수의 주변 디지털 센서 사이의 관계를 나타내는 정렬된 카운터 값의 관계에 기초하여, 상기 집적 회로 컴포넌트의 영역 내에서 잠재적 핫스팟의 서브 세트를 결정하는 단계; 및
상기 잠재적 핫스팟의 서브 세트로부터 상기 집적 회로 컴포넌트의 영역 내에서 핫스팟을 식별하는 단계
를 포함하는, 디지털 센서 네트워크에서 핫스팟을 식별하고 매핑하는 방법.
[실시예 17]
실시예 16에 있어서,
상기 복수의 카운터 값을 비교하는 단계;
상기 복수의 카운터 값의 비교 중 하나의 카운터 값을 임계 카운터 값으로서 식별하는 단계;
상기 임계 카운터 값과 연관된 상기 임계 디지털 센서를 식별하는 단계;
상기 임계 디지털 센서와 연관된 임계 타일을 식별하는 단계로서, 상기 임계 타일은 중심 디지털 센서로서 상기 임계 디지털 센서를 갖는 제 1 그룹의 복수의 디지털 센서를 포함하는 것인, 상기 임계 타일을 식별하는 단계; 및
상기 임계 타일에서의 핫스팟의 위치 및 상기 집적 회로에서의 상기 임계 타일의 위치를 사용하여 상기 집적 회로에서의 위치에 상기 핫스팟을 매핑하는 단계
를 더 포함하는, 디지털 센서 네트워크에서 핫스팟을 식별하고 매핑하는 방법.
[실시예 18]
실시예 17에 있어서,
상기 디지털 센서의 기준 카운터 값 및 상기 복수의 카운터 값 중 상기 디지털 센서로부터의 카운터 값을 사용하여 상기 복수의 디지털 센서 중 하나의 디지털 센서에 대한 교정 계수를 계산하는 단계
를 더 포함하며, 상기 기준 카운터 값은 상기 집적 회로 컴포넌트에 제어 팩터가 적용된 상기 디지털 센서로부터의 예상 카운터 값이고, 상기 카운터 값은 상기 집적 회로 컴포넌트에 제어 팩터가 적용된 상기 디지털 센서로부터의 측정된 카운터 값이며,
상기 복수의 카운터 값을 비교하는 단계는 상기 디지털 센서에 대한 교정 계수를 사용하여 상기 디지털 센서로부터의 상기 카운터 값을 조정하는 단계를 포함하는 것인, 디지털 센서 네트워크에서 핫스팟을 식별하고 매핑하는 방법.
[실시예 19]
실시예 16에 있어서,
상기 임계 디지털 센서와 연관된 상기 임계 타일을 식별하는 단계로서, 상기 임계 타일은 상기 복수의 주변 디지털 센서에 의해 둘러싸인 중심 디지털 센서로서 상기 임계 디지털 센서를 갖는 제 1 그룹의 복수의 디지털 센서를 포함하는 것인, 상기 임계 타일을 식별하는 단계;
상기 복수의 주변 디지털 센서를 식별하는 단계; 및
상기 복수의 주변 디지털 센서 중 하나의 주변 디지털 센서의 위치를 사용하여 상기 임계 타일에서의 핫스팟의 위치에 상기 핫스팟을 매핑하는 단계로서, 상기 주변 디지털 센서는 상기 정렬된 카운터 값의 최상위 정렬된 카운터 값과 연관되는 것인, 상기 핫스팟을 매핑하는 단계
를 더 포함하는, 디지털 센서 네트워크에서 핫스팟을 식별하고 매핑하는 방법.
[실시예 20]
실시예 16에 있어서,
상기 잠재적 핫스팟의 서브 세트의 각각의 잠재적 핫스팟에서의 환경 조건을 포함하는 복수의 환경 조건을 결정하는 단계; 및
상기 복수의 환경 조건으로부터 가장 극단적인 환경 조건을 식별하는 단계
를 더 포함하고, 상기 잠재적 핫스팟의 서브 세트로부터 상기 집적 회로 컴포넌트의 영역 내에서 상기 핫스팟을 식별하는 단계는 상기 가장 극단적인 환경 조건을 갖는 잠재적 핫스팟으로서 상기 핫스팟을 식별하는 단계를 포함하는 것인, 디지털 센서 네트워크에서 핫스팟을 식별하고 매핑하는 방법.

Claims (6)

  1. 디지털 센서 네트워크에 있어서,
    집적 회로의 집적 회로 컴포넌트의 영역 내에 분포된 복수의 디지털 센서 - 상기 복수의 디지털 센서 각각은 제 1 통신 회로를 통해 전기적으로 연결된 복수의 컴포넌트를 포함하고, 상기 복수의 컴포넌트는,
    발진하는 링 발진기 신호를 출력하도록 구성된 링 발진기;
    상기 발진하는 링 발진기 신호의 카운터 값을 나타내는 카운터 값 신호를 출력하도록 구성된 고속 카운터; 및
    카운터 저장 장치를 포함하고, 상기 카운터 저장 장치는,
    상기 카운터 값을 저장하고;
    상기 저장된 카운터 값을 나타내는 센서 출력 신호를 출력하도록 구성됨 - ; 및
    제 2 통신 회로를 통해 상기 복수의 디지털 센서에 통신 가능하게 연결된 센서 네트워크 제어 유닛 - 상기 센서 네터워크 제어 유닛은,
    상기 복수의 디지털 센서 각각으로부터의 상기 센서 출력 신호를 포함하는 복수의 센서 출력 신호를 수신하고;
    상기 집적 회로 컴포넌트 영역 내에서 핫스팟을 식별하도록 구성됨 -
    을 포함하는, 디지털 센서 네트워크.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 링 발진기는 또한 트리거 신호의 제 1 에지를 수신하는 것에 응답하여 링 발진기 신호를 발진하도록 구성되고,
    상기 복수의 디지털 센서 각각은 상기 제 1 통신 회로를 통해 전기적으로 연결된 상기 복수의 컴포넌트를 포함하고,
    상기 복수의 컴포넌트는 저장 신호 동기화기를 더 포함하며, 상기 저장 신호 동기화기는,
    상기 트리거 신호를 수신하고;
    상기 링 발진기 신호를 수신하며;
    상기 상기 트리거 신호의 제 2 에지 및 상기 링 발진기 신호의 에지를 수신하는 것에 응답하여 클리어 카운터 신호를 출력하도록 구성되고,
    상기 카운터 저장 장치는 또한 상기 클리어 카운터 신호를 수신하도록 구성되며,
    상기 센서 출력 신호를 출력하는 것은 상기 클리어 카운터 신호를 수신하는 것에 응답하여 상기 센서 출력 신호를 출력하는 것을 포함하는 것인, 디지털 센서 네트워크.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 집적 회로의 집적 회로 컴포넌트의 영역 내에 분포된 상기 복수의 디지털 센서는 타일 패턴으로 분포되며, 상기 타일 패턴의 제 1 타일은 상기 복수의 디지털 센서의 서브 세트를 포함하고, 상기 제 1 타일의 제 1 주변 디지털 센서 및 제 2 주변 디지털 센서는 제 1 거리 이격되고, 제 1 중심 디지털 센서는 상기 제 1 주변 디지털 센서 및 상기 제 2 주변 디지털 센서 각각으로부터 최대 상기 제 1 거리의 일부인 제 2 거리 이격되는 것인, 디지털 센서 네트워크.
  4. 제3항에 있어서,
    상기 제 1 거리는 상기 집적 회로 컴포넌트의 회로에 의한 레이아웃 제한이 주어지면 상기 복수의 디지털 센서에 의해 측정된 환경 조건이 절반으로 감소하는 거리에 가능한 한 가까운 것인, 디지털 센서 네트워크.
  5. 제3항에 있어서,
    상기 제 2 거리는 상기 집적 회로 컴포넌트의 회로에 의한 레이아웃 제한이 주어지면 상기 제 1 거리의 절반에 가능한 한 가까운 것인, 디지털 센서 네트워크.
  6. 제3항에 있어서,
    상기 제 1 타일의 제 1 주변 디지털 센서는 제 2 타일의 제 2 중심 디지털 센서인 것인, 디지털 센서 네트워크.
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