TWI775173B - 數位感測器網路及用於識別及映射熱點的方法 - Google Patents

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Abstract

一種數位感測器網路及用於識別及映射熱點的方法。數位感測器網路覆蓋在積體電路上以供用於識別及映射積體電路中的熱點。數位感測器網路可包含多個數位感測器，多個數位感測器分佈於積體電路的積體電路組件的區域內。多個數位感測器中的每一者可包含環式振盪器，且可經組態以輸出在指定時段內計數的環式振盪器的計數器值。可提供感測器網路控制單元，其經由通信電路通信地連接至多個數位感測器。感測器網路控制單元可經組態以：接收多個計數器值，多個計數器值包含來自多個數位感測器中的每一者的計數器值；以及識別積體電路的區域內的熱點。

Description

數位感測器網路及用於識別及映射熱點的方法
本發明的實施例是有關於積體電路，且特別是有關於一種數位感測器網路及用於識別及映射熱點的方法。
操作當代電子元件的電子電路已變得極其強大。電路通常每秒能夠執行大量計算，從而實現複雜的功能及應用。然而，此等電路操作時，電路需要更多的電壓及/或電流來為其操作供電。隨著電流需求增大，電路的溫度(由電阻上的電流增大引起)升高。隨著電路的溫度升高，電路的總效能可能劣化。因此，監測電路的溫度可能為適用的。在判定電路的溫度上升超過特定臨限值時，可採取步驟來分擔可能接近或超過臨限溫度的特定電路的特定功能及/或計算，以使得電路可恰當地冷卻下來。
傳統過程、電壓以及溫度晶片上監測由極精確的類比電路完成，所述類比電路極大、需要其自身電源且可稀疏地置放在晶片上。歸因於大小、功率要求，電壓或溫度感測器通常置放為遠離關鍵電路，且無法用於直接量測關鍵區域內部的速度、電壓或溫度。
本發明實施例提供一種數位感測器網路，包括：多個數位感測器，分佈於積體電路的積體電路組件的區域內，其中所述多個數位感測器中的每一者經組態以輸出在指定時段內計數的計數器值；以及感測器網路控制單元，經由通信電路通信地連接至所述多個數位感測器，其中所述感測器網路控制單元經組態以：接收多個計數器值，所述多個計數器值包含來自所述多個數位感測器中的每一者的所述計數器值；以及識別所述積體電路組件的所述區域內的熱點。
本發明實施例提供一種數位感測器網路，包括：多個數位感測器，分佈於積體電路的積體電路組件的區域內，其中所述多個數位感測器中的每一者包含經由第一通信電路電連接的多個組件，包含：環式振盪器，經組態以輸出振盪的環式振盪器訊號；高速計數器，經組態以輸出計數器值訊號，所述計數器值訊號表示所述振盪的環式振盪器訊號的計數器值；以及計數器儲存裝置，經組態以：儲存所述計數器值；以及輸出表示所儲存的所述計數器值的感測器輸出訊號；以及感測器網路控制單元，經由第二通信電路通信地連接至所述多個數位感測器，其中所述感測器網路控制單元經組態以：接收多個感測器輸出訊號，所述多個感測器輸出訊號包含來自所述多個數位感測器中的每一者的所述感測器輸出訊號；以及識別所述積體電路組件的所述區域內的熱點。
本發明實施例提供一種用於識別及映射在積體電路的積體電路組件的區域內具有多個數位感測器的數位感測器網路中的多個熱點的方法，包括：接收多個計數器值，所述多個計數器值 包含來自所述積體電路組件的所述區域內的所述多個數位感測器中的每一者的計數器值；對與包圍關鍵圖塊的關鍵數位感測器的所述關鍵圖塊的多個周邊數位感測器相關聯的所述多個計數器值中的計數器值進行排序；基於所述關鍵數位感測器周圍的半圖塊寬度半徑內的多個潛在熱點以及指示相關聯的多個周邊數位感測器之間的關係的經排序計數器值的關係，判定所述積體電路組件的所述區域內的所述多個潛在熱點的子集；以及自所述多個潛在熱點的所述子集識別所述積體電路組件的所述區域內的熱點。
100:數位感測器網路
102:處理器
104:快取記憶體
106:知識產權單元
108:網路連接單元
110:輸入/輸出單元
112:感測器網路控制單元
114、A、B、C、D、E:數位感測器
116:通信電路
118:系統控制器
200:環式振盪器
202:高速計數器
204:計數器儲存裝置
206:儲存訊號同步器
208:觸發訊號
210:輸出訊號
300、700、800:方法
302、304、306、308、310、312、314、316、318、320、322、324、326、328、702、704、706、708、710、712、802、804、806、808、810、812、814、816、818、820、822:方塊
500:積體電路組件
502:圖塊
504、506、508:徑向距離
510:熱點
512:關鍵圖塊
600、604:潛在熱點
606:半圖塊寬度半徑
902:頂級指令解碼及順序邏輯
904:感測器量測輸入及儲存單元
906:關鍵數位感測器資料選擇單元
908:關鍵SID
910:關鍵計數器值
912:圖塊資料選擇單元
914、930、932、934、936:記憶體
916:算術單元
918:熱點圖塊方位
920、926:熱點環境條件值
922:積體電路方位映射單元
924:積體電路上的熱點方位
928:校準係數儲存單元
T1、T2:溫度
δ:距離
併入本文中且構成本說明書的部分的隨附圖式示出各種實施例的實例實施例，且連同上文給出的一般描述及下文給出的詳細描述一起用以解釋申請專利範圍的特徵。結合附圖閱讀以下詳細描述會最佳地理解本揭露的態樣。應注意，根據業界中的標準慣例，各種特徵未按比例繪製。事實上，出於論述清楚起見，可任意地增大或減小各種特徵的尺寸。
圖1為示出用於實施各種實施例的積體電路上的實例數位感測器網路的組件方塊圖。
圖2為示出適用於實施各種實施例的實例數位感測器的組件方塊圖。
圖3為示出根據一實施例的用於感測數位感測器處的環境條件的方法的過程流程圖。
圖4為示出積體電路上的溫度衰減的曲線圖。
圖5為示出適用於實施各種實施例的積體電路上的實例數位 感測器網路的組件方塊圖。
圖6A至圖6D為示出適用於實施各種實施例的積體電路上的數位感測器網路的關鍵圖塊的實例的組件方塊圖。
圖7為示出根據一實施例的用於感測器網路控制單元的自校準的方法的過程流程圖。
圖8為示出根據一實施例的用於識別及映射熱點的方法的過程流程圖。
圖9為示出適用於實施各種實施例的實例感測器網路控制單元的組件方塊及過程流程圖。
以下揭露內容提供用於實施所提供的標的物的不同特徵的許多不同實施例或實例。在下文中描述組件及配置的特定實例以簡化本揭露。當然，此等組件及配置僅為實例且並不意欲為限制性的。將參考隨附圖式來詳細地描述各種實施例。在可能時，相同附圖標號將在整個圖式中用以指代相同或類似部分。對特定實例及實施進行的參考是出於說明性目的，且並不意欲限制申請專利範圍的範疇。
此外，為易於描述，本文中可使用諸如「在...之下」、「在...下方」、「下部」、「在...上方」、「上部」以及類似術語的空間相對術語來描述如圖式中所示出的一個元件或特徵與另一元件或特徵的關係。除圖中所描繪的定向之外，空間相對術語亦意欲涵蓋元件在使用或操作中的不同定向。設備可以其他方式定向(旋轉90度或處於其他定向)且本文中所使用的空間相對描述詞可同樣相應 地進行解釋。
除非另外說明，否則術語「處理器」、「處理器核心」、「控制器」以及「控制單元」在本文中可互換地使用，以指代以下中的任一者或全部：軟體組態的處理器、硬體組態的處理器、通用處理器、專用處理器、單核處理器、同質多核處理器、異質多核處理器、多核處理器的核心、微處理器、中央處理單元(central processing unit；CPU)、圖形處理單元(graphics processing unit；GPU)、數位訊號處理器(digital signal processor；DSP)等、控制器、微控制器、場可程式化閘陣列(field programmable gate array；FPGA)、特殊應用積體電路(application-specific integrated circuit；ASIC)、其他可程式化邏輯元件、離散閘邏輯、電晶體邏輯以及類似物。處理器可以是積體電路，所述積體電路可經組態以使得積體電路的組件駐留於單塊半導體材料上，所述半導體材料諸如矽。
各種實施例可包含實施用於使用數位感測器的網路對由過程、電壓及/或溫度引起的電路速度變化進行遠程映射的此類方法的元件、方法以及處理元件。一些實施例可包含在積體電路上以對稱圖案分佈的數位感測器的網路。每一數位感測器可產生且輸出表示數位感測器處的過程、電壓及/或溫度量測的感測器訊號。一些實施例可包含感測器網路控制單元，所述感測器網路控制單元：接收感測器訊號；識別數位感測器網路的關鍵數位感測器及所述關鍵數位感測器所屬的關鍵圖塊；判定且映射關鍵圖塊中的熱點，所述熱點是峰值過程、電壓及/或溫度量測的位置；以及在積體電路上映射所述熱點。一些實施例可包含感測器網路控 制單元的自校準過程以針對數位感測器中的變化進行調整。
用於監測溫度或電壓/過程速度的習知方式及方法包含使用過於大而無法置放於積體電路的組件的實際電路內的大類比感測器。實際上，類比感測器通常置放在積體電路的組件的區域的外部。類比感測器的大小及置放可影響類比感測器可進行量測的速度。此外，類比感測器的大小及置放可需要用於類比感測器的單獨電源。雖然類比感測器能夠在感測器處精確地量測溫度，但類比感測器的大小通常限制其置放至遠離電路自身的位置或置放於可僅允許整體量測整個組件的溫度的區域中而非積體電路的子部分內的離散區。因此，在與關鍵區域的大小相同的尺度上進行回應於所量測溫度的調整。換言之，可修改整個組件的操作，而非更精細地修改組件的子部分。出於類似原因，針對電壓/過程速度的類比感測器量測大體上用於對積體電路的組件進行調用及初始速度測試，且並不用於在操作期間管理組件。基於類比感測器量測作出的調整的判定實施於軟體中，此增加類比感測器量測的反應時間且對於現代積體電路而言通常過於緩慢。習知類比感測器通常定位為遠離關鍵區域且無法精確定位熱或電壓降的源。出於彼等原因，習知系統及感測器採用最壞情況包絡(envelope)以確保積體電路正常工作。此類習知方法為粗糙且悲觀的。
可經由使用均勻地或准均勻地分佈在積體電路的部分或全部上的較小離散數位感測器的網路來克服類比感測器的缺點。數位感測器可能足夠小以能夠置放於積體電路的組件的區域內，從而提供與積體電路上的類比感測器相比更精細的過程、溫度及/或電壓量測。與由類比電路進行的量測相比，數位感測器的更佳 精細度可增大積體電路的組件內的過程、溫度及/或電壓的量測位置的精確度。在某種程度上，由於數位感測器可能不需要專用電壓供應器，因此數位感測器可小於類比感測器。雖然數位感測器的精確度可能不如類比感測器精確，但數位感測器在進行量測時可比對應類比感測器快若干數量級。
感測器網路控制單元可以：對數位感測器的量測進行解釋；偵測積體電路的組件的關鍵區域；構建關鍵區域中的溫度及/或電壓梯度的局部映射；以及識別峰值溫度及/或電壓在關鍵區域中及積體電路上的位置。在一些實施例中，感測器網路控制單元可以是經組態以實施感測器網路控制單元的功能的硬體電路。基於硬體電路的感測器網路控制可能夠使用數位感測器的更佳精細度量測，從而不僅在積體電路上更精確地定位峰值溫度及/或電壓，且亦比用於對類比電路的量測進行解釋的軟體更快地判定量測。
感測器網路控制單元可進一步實施自校準過程，所述自校準過程可調整由感測器網路控制單元操作使用的值以考慮數位感測器中的變化。數位感測器中的此類變化可能是製造差異或組件隨時間推移而劣化的結果。自校準過程可使用數位感測器的典型設計效能特性的參考以及數位感測器在受控條件下的量測，以計算數位感測器的校準係數，所述數位感測器提供根據典型設計效能特性而變化的量測。可針對構建關鍵區域中的溫度及/或電壓梯度的局部映射以及識別峰值溫度及/或電壓在關鍵區域中及積體電路上的位置來在計算中使用校準係數。
在由數位感測器的網路及感測器網路控制單元提供更佳 層級的精細度及更快速度的情況下判定峰值溫度及/或電壓的位置可提供用於偵測可影響積體電路的效能及/或壽命的溫度或積體電路的任何電路中汲取的電壓的裝置。可使用藉由數位感測器的網路及感測器網路控制單元判定的資訊來精確地控制積體電路的組件內的電路而非積體電路的整個組件，從而在不必犧牲組件的其餘部分的使用的情況下減輕電路上的峰值溫度及/或電壓的效應。
圖1示出適用於實施各種實施例的積體電路上的實例數位感測器網路。積體電路可包含各種組件，諸如任何數目及組合的以下各者：處理器102、快取記憶體104、知識產權(Intellectual Property；IP)單元106(其可包含可整合至系統中的任何專用邏輯區塊/單元/核心電路)、網路連接單元108、輸入/輸出(input/output；IO)單元110及/或系統控制器118。另外，積體電路可包含數位感測器網路100，所述數位感測器網路100可包含任何數目及組合的貫穿積體電路置放的數位感測器114，以及感測器網路控制單元112。
本文中參考圖2進一步描述的數位感測器114可在積體電路組件102、積體電路組件104、積體電路組件106、積體電路組件108、積體電路組件112的電路之間置放於積體電路基底上。在一些實施例中，數位感測器114可均勻地分佈在積體電路組件102、積體電路組件104、積體電路組件106、積體電路組件108、積體電路組件112的區域內。在一些實施例中，積體電路組件102、積體電路組件104、積體電路組件106、積體電路組件108、積體電路組件112的電路的位置可能不允許數位感測器114在積體電路組件102、積體電路組件104、積體電路組件106、積體電路組 件108、積體電路組件112的區域內均勻地分佈，且數位感測器114可在積體電路組件102、積體電路組件104、積體電路組件106、積體電路組件108、積體電路組件112的區域內准均勻地分佈。准均勻分佈可以是在給定佈侷限制的情況下儘可能地接近於均勻分佈的分佈，所述佈侷限制由積體電路組件102、積體電路組件104、積體電路組件106、積體電路組件108、積體電路組件112的電路定位於數位感測器114可均勻分佈地定位的位置給定。均勻及准均勻分佈兩者可經設計以免干擾積體電路組件102、積體電路組件104、積體電路組件106、積體電路組件108、積體電路組件112的電路設計。每一數位感測器114可藉由對數位感測器114的感測範圍內的條件作出反應來量測數位感測器114的感測範圍內的電路的過程速度、溫度及/或電壓。
每一數位感測器114可藉由通信電路116通信地連接至感測器網路控制單元112。在一些實施例中，通信電路116可以是數位感測器114與感測器網路控制單元112處的專用輸入接腳之間的個別通信線路，所述感測器網路控制單元112與數位感測器114及數位感測器114的感測器識別符相關聯。感測器識別符可向感測器網路控制單元112指示量測是自哪一數位感測器114發射。數位感測器114可經由個別通信線路將量測值發射至感測器網路控制單元112處的專用輸入接腳。在一些實施例中，通信電路116可以是多個數位感測器114與感測器網路控制單元112之間的通信匯流排。數位感測器114可經由通信匯流排將量測值及感測器識別符發射至感測器網路控制單元112。在一些實施例中，數位感測器114可將量測值及/或感測器識別符直接寫入至可藉由 感測器網路控制單元112存取的記憶體(未繪示)，諸如暫存器或快取(cache)。在一些實施例中，數位感測器114可將量測值及/或感測器識別符寫入至用於感測器網路控制單元可存取記憶體中的數位感測器114的專用地址。在一些實施例中，數位感測器114可將量測值及/或感測器識別符寫入至感測器網路控制單元可存取記憶體中的第一可用地址。
感測器網路控制單元112可經由通信電路116自數位感測器114接收量測值及/或感測器識別符。在一些實施例中，感測器網路控制單元112可將量測值及/或感測器識別符寫入至感測器網路控制單元可存取記憶體(未繪示)。在一些實施例中，感測器網路控制單元112可將量測值及/或感測器識別符寫入至與專用輸入接腳相關聯的感測器網路控制單元可存取記憶體中的地址。在一些實施例中，感測器網路控制單元112可將量測值及/或感測器識別符寫入至與感測器識別符相關聯的感測器網路控制單元可存取記憶體中的地址。在一些實施例中，感測器網路控制單元112可將量測值及/或感測器識別符寫入至感測器網路控制單元可存取記憶體中的第一可用地址。
感測器網路控制單元112可自感測器網路控制單元可存取記憶體擷取量測值及感測器識別符，且可使用所擷取量測值及感測器識別符來識別數位感測器114的關鍵群組，其在本文中稱為關鍵圖塊512且參考圖5進一步描述。感測器網路控制單元112可自任何數目及組合的感測器網路控制單元可存取記憶體擷取且使用其他資料，諸如量測值、關鍵圖塊的感測器識別符、圖塊識別符、積體電路上的圖塊的方位、校準係數以及擬合矩陣係數， 上述所有皆在本文中參考圖7至圖9進一步描述。感測器網路控制單元112可使用其他資料實施諸如乘加運算的各種算術運算以：判定關鍵圖塊中的熱點，所述熱點是峰值過程、電壓及/或溫度量測的位置且參考圖6A至圖9進一步描述；以及映射熱點至積體電路上。熱點可映射至關鍵圖塊的區域內的位置，所述區域可以是積體電路的組件102、組件104、組件106、組件108、組件112的區域的子區(subarea)。感測器網路控制單元112可將熱點的位置以及熱點的過程速度、溫度及/或電壓輸出至系統控制器118。
系統控制器118可採用適當步驟來調整熱點的過程速度、溫度及/或電壓。舉例而言，系統控制器118可減小組件102、組件104、組件106、組件108、組件112的定位於熱點處的一部分的頻率，將處理工作負荷自組件102、組件104、組件106、組件108、組件112的定位於熱點處的一部分轉移至組件102、組件104、組件106、組件108、組件112的另一部分(例如另一處理核心)等。
感測器網路控制單元112亦可自校準以考慮製造差異及數位感測器114的劣化。感測器網路控制單元112可實施自校準過程，所述自校準過程可對量測進行比較，所述量測由數位感測器114在諸如處理負荷及指定頻率的受控條件下取得且在參考數位感測器114的典型設計效能特性的情況下自數位感測器114接收。比較可以是本文中參考圖8及圖9進一步描述的經組態以輸出用於數位感測器114的校準係數的計算。校準係數可針對每一數位感測器114經計算且以使校準係數與數位感測器114相關聯 的方式儲存在感測器網路控制單元記憶體中。校準係數可用於計算熱點的過程速度、溫度及/或電壓，以針對製造差異及數位感測器114的劣化而調整。使用校準係數計算的熱點可用於識別熱點的位置、映射關鍵圖塊中的熱點以及在積體電路上映射熱點。
圖2示出適用於實施各種實施例的實例數位感測器。數位感測器114可包含環式振盪器200、高速計數器202、計數器儲存裝置204以及儲存訊號同步器206。數位感測器的此等組件200、組件202、組件204、組件206可經大小設定以允許數位感測器114均勻分佈或准均勻分佈地置放於積體電路的組件(例如圖1中的處理器102、快取記憶體104、IP單元106、網路連接單元108、IO單元110、圖5中的積體電路組件500)的區域內。雖然典型的類比溫度感測器可具有200平方微米的區域，但數位感測器114可具有小得多的區域。舉例而言，數位感測器114可使用奈米級電晶體技術，諸如5奈米鰭式場效電晶體(fin field effect transistor；FinFET)技術，且可具有10.6平方微米的區域。數位感測器114可在感測器範圍內對諸如熱或電壓的環境條件作出反應，量測環境條件對數位感測器114的影響，以及將量測輸出為表示過程速度、溫度及/或電壓的量測。本文中，術語「量測」、「量測值」以及「計數器值」為可互換地使用以指示表示環境條件對數位感測器114的影響的數位感測器114的輸出資料。
環式振盪器200可包含輸入接腳，環式振盪器200可在所述輸入接腳處接收觸發訊號208。觸發訊號208可以是數位訊號，所述數位訊號可指示數位感測器114在數位感測器114的感測器範圍中何時量測以及何時不量測環境條件。舉例而言，觸發 訊號208的上升邊緣可指示數位感測器114開始量測環境條件，且觸發訊號208的高值可指示數位感測器114繼續量測環境條件。類似地，觸發訊號208的下降邊緣可指示數位感測器114停止量測環境條件，且觸發訊號208的低值可指示數位感測器114繼續不量測環境條件。在一些實施例中，觸發訊號208的上升邊緣及高值以及觸發訊號208的下降邊緣及低值的指示可反向。在一些實施例中，觸發訊號208可以是類比訊號，其中第一電壓或電流可能夠指示數位感測器114開始量測環境條件以及繼續量測環境條件。類似地，觸發訊號208的第二電壓或電流可指示數位感測器114停止量測環境條件以及繼續不量測環境條件。為了清楚起見，本文中的實例描述為使用觸發訊號208的上升邊緣及高值來指示數位感測器114開始且維持量測環境條件，以及觸發訊號208的下降邊緣及低值來指示數位感測器114停止且維持不量測環境條件。觸發訊號208可經控制以在傳訊至數位感測器114以開始及停止量測環境條件之間經過指定時段。時段可以程式化方式及/或藉由使用者指定。
對於數位感測器114量測環境條件，環式振盪器200可接收觸發訊號208的上升邊緣及/或高值。回應於接收觸發訊號208的上升邊緣及/或高值，環式振盪器200可振盪環式振盪器訊號且將振盪的環式振盪器訊號輸出至高速計數器202以及輸出至儲存訊號同步器206。環式振盪器訊號可以是可在高值與低值之間振盪的數位訊號。在一些實施例中，環式振盪器200可使用觸發訊號208來為環式振盪器200供電且/或作為用於環式振盪器訊號的輸入。環式振盪器200可振盪環式振盪器訊號的速度可能受數位感 測器114量測的環境條件影響。舉例而言，處於較高溫度環境中的環式振盪器200可以可使得環式振盪器200相對於處於較低溫度環境中更慢地振盪環式振盪器訊號的方式而受影響。在前述實例中，術語較高溫度以及低溫度可彼此相對且/或相對於溫度臨限值。在效能可回應於溫度升高而劣化的高電壓應用中，溫度精確度可為重要的，且數位感測器114可經組態以偵測溫度中的小變化。舉例而言，數位感測器114可經組態以藉由奈秒量測時間尺度中的單數位攝氏度(諸如10奈秒的量測時間中的至少2℃)來偵測溫度中的變化。在效能可相對於電壓降迅速劣化的低電壓應用中，電壓精確度可為重要的，且數位感測器114可經組態以偵測小電壓降。舉例而言，數位感測器114可經組態以偵測奈秒量測時間尺度中的單數位毫伏的電壓降，諸如在10奈秒的量測時間中的電壓範圍的低端處的至少1毫伏變化。環式振盪器200及高速計數器202可藉由通信電路通信地連接。環式振盪器200可經由通信電路將環式振盪器訊號輸出至高速計數器202。環式振盪器200及儲存訊號同步器206可藉由通信電路通信地連接。環式振盪器200可經由通信電路將環式振盪器訊號輸出至高速計數器202。在一些實施例中，高速計數器202及儲存訊號同步器206可經由共享通信電路通信地並聯連接至環式振盪器200。
高速計數器202可經由通信電路自環式振盪器200接收環式振盪器訊號。環式振盪器訊號可指示高速計數器202何時增加環式振盪器訊號的計數器值。舉例而言，上升邊緣及/或高值可指示高速計數器202增加計數器值，且下降邊緣及/或低值可指示高速計數器202停止增加計數器值。為了清楚起見，如同前述實 例中使用環式振盪器訊號來描述本文中的實例，然而，在一些實施例中，環式振盪器訊號至高速計數器202的指示可反向。在一些實施例中，高速計數器202可回應於環式振盪器訊號的上升邊緣及/或高值而增加計數器值一次。在一些實施例中，高速計數器202可回應於環式振盪器訊號的高值而反覆地增加計數器值。在一些實施例中，高速計數器202可在計數器值的每一增加之後將計數器值儲存至可由高速計數器202存取的計數器儲存裝置204，諸如暫存器。在一些實施例中，高速計數器202可回應於環式振盪器訊號的下降邊緣及/或低值而將計數器值儲存至計數器儲存裝置204。高速計數器202可藉由通信電路通信地連接至計數器儲存裝置204。高速計數器202可經由通信電路將計數器值訊號輸出至計數器儲存裝置204。計數器儲存裝置204可經由通信電路自高速計數器202接收計數器值且儲存所述計數器值。
儲存訊號同步器206亦可接收觸發訊號208，且解釋觸發訊號208的下降端及/或低值以指示數位感測器114停止量測。儲存訊號同步器206可經由通信電路自所述自環式振盪器200接收環式振盪器訊號。回應於接收觸發訊號208的下降邊緣及/或低值以及環式振盪器訊號的下降邊緣及/或低值，儲存訊號同步器206可將清除計數器訊號輸出至計數器儲存裝置204。換言之，儲存訊號同步器206可使觸發訊號208與環式振盪器訊號對準以在用於數位感測器114的量測時段結束時輸出清除計數器訊號。清除計數器訊號可以是可在高值與低值之間交替的數位訊號，且可以是與觸發訊號208及/或環式振盪器訊號相同類型或相反類型的數位訊號值。在一些實施例中，清除計數器訊號可自觸發訊號208及/ 或環式振盪器訊號產生。在一些實施例中，可回應於觸發訊號208及/或環式振盪器訊號而產生及/或選擇清除計數器訊號。儲存訊號同步器206及計數器儲存裝置204可藉由通信電路通信地連接。儲存訊號同步器206可經由通信電路將清除計數器訊號輸出至計數器儲存裝置204。
計數器儲存裝置204可經由通信電路自儲存訊號同步器206接收清除計數器訊號。清除計數器訊號可指示計數器儲存裝置204何時經由通信電路(例如圖1中的通信電路116)將感測器輸出訊號210(其可包含儲存的計數器值及/或用於數位感測器114的識別符)輸出至感測器網路控制單元(例如圖1及圖9中的感測器網路控制單元112)。在一些實施例中，清除計數器訊號可進一步指示計數器儲存裝置204清除儲存的計數器值。舉例而言，清除計數器訊號的上升邊緣及/或高值可指示計數器儲存裝置204輸出感測器輸出訊號210且/或清除儲存的計數器值。為了清楚起見，如同前述實例中使用清除計數器訊號來描述本文中的實例，然而，在一些實施例中，計數器儲存裝置204可實際上類似地回應於清除計數器訊號的下降邊緣及/或低值。
圖3示出根據一實施例的用於感測數位感測器處的環境條件的方法300。方法300可實施於專用硬體(例如圖1、圖2以及圖5至圖6D中的數位感測器114、圖2中的環式振盪器200、高速計數器202、計數器儲存裝置204、儲存訊號同步器206)中。為涵蓋各種實施例中所啟用的替代性組態，實施方法300的硬體在本文中稱為「感測元件」。本文中出於說明及易於參考的目的參考特定結構構件描述方法300。然而，其他適合的結構構件預期在 本揭露的範疇內以供用於執行參考方法300的方塊302至方塊324描述的操作。
在方塊302中，感測元件可接收觸發訊號(例如圖2中的觸發訊號208)。觸發訊號可以是數位訊號，所述數位訊號可指示感測元件在感測元件的感測器範圍中何時量測以及何時不量測環境條件。舉例而言，觸發訊號的上升邊緣可指示感測元件開始量測環境條件，且觸發訊號的高值可指示感測元件繼續量測環境條件。類似地，觸發訊號的下降邊緣可指示感測元件停止量測環境條件，且觸發訊號的低值可指示感測元件繼續不量測環境條件。觸發訊號的下降邊緣及/或低值亦可部分地指示感測元件輸出感測器輸出訊號(例如圖2中的感測器輸出訊號210)且清除感測元件的儲存元件(例如圖2中的計數器儲存裝置204)。在一些實施例中，觸發訊號的上升邊緣及高值以及觸發訊號208的下降邊緣及低值的指示可反向。在一些實施例中，觸發訊號可以是類比訊號，其中第一電壓或電流可能夠指示感測元件開始量測環境條件以及繼續量測環境條件。類似地，觸發訊號的第二電壓或電流可指示感測元件停止量測環境條件以及繼續不量測環境條件。觸發訊號的第二電壓或電流或第三電壓或電流亦可部分地指示感測元件輸出感測器輸出訊號且清除感測元件的儲存元件。為了清楚起見，本文中的實例描述為使用觸發訊號的上升邊緣及高值來指示感測元件開始且維持量測環境條件，以及觸發訊號的下降邊緣及低值來指示感測元件停止且維持不量測環境條件。此等觸發方法提供為實例，用以觸發感測元件開始或停止量測環境條件的其他方法在揭露內容的預期範疇內。觸發訊號可經控制以在傳訊至 感測元件以開始及停止量測環境條件之間經過指定時段。時段可以程式化方式及/或藉由使用者指定。在一些實施例中，數位感測器114的環式振盪器200及/或儲存訊號同步器206可在方塊302中接收觸發訊號。
在判定方塊304中，感測元件可判定觸發訊號是否指示感測元件量測環境條件。換言之，感測元件可判定所接收觸發訊號是否為觸發訊號的上升邊緣或觸發訊號的高值。感測元件可使用各種已知方式來判定所接收觸發訊號是否為上升邊緣或高值。在一些實施例中，在判定方塊304中，環式振盪器200及/或儲存訊號同步器206可判定觸發訊號是否指示感測元件量測環境條件。
回應於判定觸發訊號指示感測元件量測環境條件(亦即，判定方塊304=「是」)，感測元件可在方塊306中振盪環式振盪器訊號。環式振盪器訊號可以是可在高值與低值之間振盪的數位訊號。環式振盪器訊號可指示感測元件何時增加環式振盪器訊號的計數器值。舉例而言，上升邊緣及/或高值可指示感測元件增加計數器值，且下降邊緣及/或低值可指示感測元件停止增加計數器值。為了清楚起見，如同前述實例中使用環式振盪器訊號來描述本文中的實例，然而，在一些實施例中，環式振盪器訊號至感測元件的指示可反向。在一些實施例中，感測元件可使用觸發訊號來為感測元件供電且/或作為用於環式振盪器訊號的輸入。在方塊308中，感測元件可輸出環式振盪器訊號。在一些實施例中，環式振盪器200可在方塊306中振盪環式振盪器訊號，且可在方塊308中輸出環式振盪器訊號。
在方塊310中，感測元件可接收環式振盪器訊號。在一 些實施例中，高速計數器202及/或儲存訊號同步器206可在方塊310中接收環式振盪器訊號。在方塊312中，感測元件可增加計數器值。在一些實施例中，感測元件可回應於環式振盪器訊號的上升邊緣及/或高值而增加計數器值一次。在一些實施例中，感測元件可回應於環式振盪器訊號的高值而反覆地增加計數器值。在一些實施例中，高速計數器202可在方塊312中增加計數器值。
在方塊314中，感測元件可儲存計數器值。感測元件可在計數器值的每一增加之後將計數器值儲存至可由感測元件存取的計數器儲存裝置，諸如暫存器。在一些實施例中，感測元件可回應於環式振盪器訊號的下降邊緣及/或低值而將計數器值儲存至計數器儲存裝置。在一些實施例中，高速計數器202可在方塊314中儲存計數器值。在方塊314中儲存計數器值後，感測元件可在方塊302中繼續接收觸發訊號。
回應於判定觸發訊號不指示感測元件量測環境條件(亦即，判定方塊304=「否」)，感測元件可在方塊316中輸出環式振盪器訊號，且感測元件可在方塊318中接收環式振盪器訊號。在一些實施例中，環式振盪器200可在方塊316中輸出環式振盪器訊號，且高速計數器202及/或儲存訊號同步器206可在方塊318中接收環式振盪器訊號。
在判定方塊320中，感測元件可判定環式振盪器訊號是否為下降邊緣。感測元件可使用各種已知方式來判定環式振盪器訊號是否為下降邊緣。在一些實施例中，儲存訊號同步器206可在判定方塊320中判定環式振盪器訊號是否為下降邊緣。回應於判定環式振盪器訊號並不是下降邊緣(亦即，判定方塊320= 「否」)，感測元件可在方塊316中繼續輸出環式振盪器訊號。
回應於判定環式振盪器訊號為下降邊緣(亦即，判定方塊320=「是」)，感測元件可在方塊322中輸出清除計數器訊號。換言之，感測元件可使觸發訊號與環式振盪器訊號對準以在用於感測元件的量測時段結束時輸出清除計數器訊號。清除計數器訊號可以是可在高值與低值之間交替的數位訊號，且可以是與觸發訊號及/或環式振盪器訊號相同類型或相反類型的數位訊號值。在一些實施例中，清除計數器訊號可自觸發訊號及/或環式振盪器訊號產生。在一些實施例中，可回應於觸發訊號及/或環式振盪器訊號而產生及/或選擇清除計數器訊號。清除計數器訊號可指示感測元件何時將感測器輸出訊號(其可包含儲存的計數器值及/或用於感測單元的識別符)輸出至感測器網路控制單元(例如圖1及圖9中的感測器網路控制單元112)。在一些實施例中，清除計數器訊號可進一步指示感測元件清除儲存的計數器值。舉例而言，清除計數器訊號的上升邊緣及/或高值可指示感測元件輸出感測器輸出訊號且/或清除儲存的計數器值。為了清楚起見，如同前述實例中使用清除計數器訊號來描述本文中的實例，然而，在一些實施例中，感測元件可實際上類似地回應於清除計數器訊號的下降邊緣及/或低值。在一些實施例中，儲存訊號同步器206可在方塊322中輸出清除計數器訊號。
在方塊324中，感測元件可接收清除計數器訊號。在方塊326中，感測元件可輸出感測器輸出訊號。在方塊328中，感測元件可清除計數器儲存裝置。在一些實施例中，計數器儲存裝置204可在方塊324中接收清除計數器訊號，在方塊326中輸出 感測器輸出訊號，且在方塊328中清除計數器儲存裝置。在方塊328中清除計數器儲存裝置後，感測元件可在方塊302中繼續接收觸發訊號。
圖4以圖形方式示出積體電路上的溫度隨距離的衰減。在積體電路可操作時，積體電路的組件(例如圖1中的處理器102、快取記憶體104、IP單元106、網路連接單元108、IO單元110、圖5中的積體電路組件500)可消耗電能且產生熱量。熱量可主要經由積體電路的基底(諸如矽)耗散。可使用指數衰減函數來計算溫度(T)隨著與積體電路上的熱源(d0)(諸如熱點)相距的距離而降低(如自積體電路上的位置(d)(例如圖1中的數位感測器114)量測)的方式：
Figure 109134530-A0305-02-0023-12
 其中在特定距離(δ)處，溫度可以是其在熱源處的一半，無論熱源的溫度如何。如圖4的曲線中所示出，在第一距離與第二距離相隔開特定距離(δ)時，第一距離(d0)處的溫度(T1或T2)可在第二距離(d)處減半(T1/2或T2/2)。可藉由用電壓(V)替換溫度(T)來以相同方式計算跨距離的電壓放電：
Figure 109134530-A0305-02-0023-10
 其中電壓放電可在特定距離(δ)內衰減一半。
圖5示出適用於實施各種實施例的積體電路組件的區域內的數位感測器網路的部分的實例。數位感測器網路(例如圖1中的數位感測器網路100)可包含經組態以感測特定積體電路組件500(例如圖1中的處理器102、快取記憶體104、IP單元106、 網路連接單元108、IO單元110)的環境條件的部分。數位感測器114的置放可均勻地或准均勻地分佈於積體電路組件500的區域上方。任何數目的數位感測器114可分佈於積體電路組件500的區域上方。為了清楚起見，圖5中省略將數位感測器114通信地連接至感測器網路控制單元(例如圖1及圖9中的感測器網路控制單元112)的通信電路(例如圖1中的通信電路116)。
可將數位感測器114的群組稱為圖塊502。圖塊可包含以對稱圖案或准對稱圖案組態的任何數目的數位感測器114。如同數位感測器114的准均勻分佈，數位感測器114的准對稱圖案可以是在由積體電路組件500的電路定位於數位感測器114可以對稱圖案定位的位置而給定佈侷限制的情況下儘可能地接近於對稱圖案的分佈。均勻及准對稱圖案兩者可經設計以並不干擾積體電路組件500的電路設計。舉例而言，均勻及/或准對稱分佈圖案的數位感測器114可以是其中數位感測器114的列及行可偏移距離δ的一半(例如δ/2)的柵格類分佈圖案的數位感測器114。所得圖塊圖案可以是具有在方形的周邊的每一拐角處的數位感測器114以及在方形的中間中的數位感測器114的方形。方形的每一側可為距離δ，溫度及/或電壓放電可在所述距離δ處衰減一半。方形的周邊上的數位感測器114可間隔開距離δ。方形的周邊與方形的中間中的數位感測器114之間的距離可以是距離δ的一半(δ/2)。相鄰圖塊502及/或交疊圖塊502可共享數位感測器114。可將其中中心數位感測器114計算為最接近於熱點510的數位感測器114的圖塊502稱為關鍵圖塊512。在實例圖塊502中，環境條件可經由基底熱耗散在毫米尺度距離(諸如約1毫米)內降低一半。具 有0.5毫米圖塊側大小的數位感測器114的分佈可識別具有31.5毫米精密度的熱點510。常見64位整數倍增器可在以5奈米電晶體技術形成時為約40毫米×40毫米。為0.5毫米×0.5毫米的圖塊可含有150個64位倍增器。31.5毫米精密度意謂可精確地識別哪一特定倍增器定位於熱點處。由感測器在64位整數倍增器中的數位感測器114的此類圖塊分佈中的插入引起的面積損失可為0.0125%。
在數位感測器114比另一數位感測器114更接近於熱點時，所述數位感測器114可比另一數位感測器114更可靠地量測環境條件中的變化。數位感測器114可配置在柵格類圖案中，以使得任何熱點510可出現在關鍵圖塊512的數位感測器114之間且使得數位感測器114的感測器範圍交疊。數位感測器114的此類組態可確保功能性數位感測器114記錄環境條件中的變化。根據藉由包圍熱點510的數位感測器114感測的量測以及知曉環境條件在積體電路上隨距離衰減的方式，可計算熱點510定位的位置以及熱點510所具有的峰值環境條件。舉例而言，熱點510(其溫度在徑向距離504、徑向距離506、徑向距離508內可預測地衰減)可出現在關鍵圖塊512的兩個數位感測器114之間，且可藉由關鍵圖塊512的任何數目的數位感測器114感測。柵格類分佈圖案的數位感測器114的益處可在於對於給定的中心數位感測器114，可特別地定義周邊數位感測器114。具有均勻分佈圖案的數位感測器114以使得可以相同方式解釋每一數位感測器114的量測可為較佳的。然而，積體電路500的一些關鍵功能方塊可能不允許數位感測器114的精密置放，從而導致均勻分佈圖案的數位 感測器114，具有局部「不規則」圖塊510。此類「不規則」圖塊510的量測的概念及數學處理可與規則圖塊510的相同，僅矩陣係數可不同以針對准均勻距離進行調整。感測器網路控制單元可具有用於此等不規則圖塊510的特定資訊。
感測器網路控制單元可接收積體電路組件500的數位感測器114的量測，且判定數位感測器網路100中的哪一數位感測器114在所有數位感測器當中具有最高量測。感測器網路控制單元可藉由識別哪一圖塊502具有含有最高量測的中心數位感測器114來識別關鍵圖塊512。識別關鍵圖塊512可識別關鍵圖塊512的數位感測器114。感測器網路控制單元可處理關鍵圖塊512的數位感測器114的量測，且在熱點510及熱點510的位置處產生環境條件的峰值。
圖6A至圖6D示出適用於實施各種實施例的積體電路上的數位感測器網路的關鍵圖塊512的實例。關鍵圖塊512可包含任何數目的數位感測器114及有限數目的潛在熱點600。圖6A至圖6D中示出的實例包含具有五個數位感測器114的關鍵圖塊512，其中數位感測器A、數位感測器B、數位感測器C以及數位感測器D是周邊或拐角數位感測器114，且數位感測器E是中心數位感測器114。在此等實例中，關鍵圖塊512的潛在熱點600的數目可以是有限數目N2，其中潛在熱點600的每列及行可能存在N數目個潛在熱點600。如本文中所描述，關鍵圖塊512可為任何對稱或准對稱形狀且包含任何數目的數位感測器114。關鍵圖塊512的形狀及大小以及數位感測器114的置放可影響關鍵圖塊512的潛在熱點600的數目及/或佈局。圖6A至圖6D中示出的實例不 限於申請專利範圍或本說明書的範疇。
可使用一系列方程式來判定關鍵圖塊512的熱點(例如圖5中的熱點510)的特徵，所述特徵包含熱點處的環境條件以及熱點距關鍵圖塊512的數位感測器114的距離。本文中參考圖6A至圖6D中示出的實例描述方程式，但所述方程式可經修改以適應不同組態的關鍵圖塊512。
關鍵圖塊512的數位感測器114處的量測(Csensor)可經計算為潛在熱點600處的環境條件(Cpotential hotspot)及數位感測器114與潛在熱點之間的距離(dsensor,potential hotspot)的函數：
Figure 109134530-A0305-02-0027-1
 可重寫指數項以簡化方程式：
Figure 109134530-A0305-02-0027-3
對於數位感測器114中的每一者的每一量測(Ceach scnsor)，可構建方程組：
Figure 109134530-A0305-02-0027-4
可針對潛在熱點600中的每一者處的環境條件(Ceach potentia hotspot)來求解數位感測器114中的每一者的量測的方程組(方程式5)：
Figure 109134530-A0305-02-0027-6
 然而，用於潛在熱點600中的每一者處的環境條件的方程組(方程式6)可能未經判定且可並不具有解。
圖6A至圖6D示出用於使潛在熱點600窄化至一數目的潛在熱點600的組態，其中可針對所述數目求解用於潛在熱點600中的每一者處的環境條件的方程組(方程式6)。如本文中所描述，關鍵圖塊512為用於特定積體電路組件(例如圖1中的處理器102、快取記憶體104、IP單元106、網路連接單元108、IO單元110、圖5中的積體電路組件500)的數位感測器網路(例如圖1中的數位感測器網路100)的一部分的圖塊(例如圖5中的圖塊502)，其中熱點可定位成相比於周邊數位感測器114(數位感測器A、數位感測器B、數位感測器C以及數位感測器D)最接近於中心數位感測器114(數位感測器E)。因此，如圖6A中所示出，對於關鍵圖塊512，潛在熱點600可窄化至距中心數位感測器114(數位感測器E)半圖塊寬度半徑606內的潛在熱點604。使潛在熱點600窄化至半圖塊寬度半徑606內的潛在熱點604可使熱點處的環境條件的計算的精密度加倍。此精密度層級可允許熱點處的環境條件與在微米尺度上分隔開一定距離的其他潛在熱點604區分開。舉例而言，此精密度層級可允許區分在0.5毫米的圖塊上分隔開31.5微米距離的熱點處的環境條件。
圖6B至圖6D示出基於數位感測器114之間的量測的比較而進一步窄化潛在熱點604，以判定周邊數位感測器114(數位感測器A、數位感測器B、數位感測器C以及數位感測器D)中的哪一者在中心數位感測器114(數位感測器E)之後緊接著最接近於熱點。基於具有五個數位感測器114，對數位感測器114的量測進行排序可每半圖塊寬度半徑606的八分之一產生三個不同組合。舉例而言，圖6B示出可指示數位感測器114的量測可定序為 E>D>C=A>B的數位感測器114的量測的比較。在潛在熱點604最接近於中心數位感測器E，隨後接近於周邊數位感測器D，且隨後相等地接近於周邊數位感測器C及周邊數位感測器A的情況下，潛在熱點604可窄化至半圖塊寬度半徑606內的潛在熱點604且沿著中心數位感測器E與周邊數位感測器D之間的軸線。
對於另一實例，圖6C示出可指示數位感測器114的量測可定序為E>D>C>B>A的數位感測器114的量測的比較。在潛在熱點604最接近於中心數位感測器E，隨後接近於周邊數位感測器D，且隨後接近於周邊數位感測器C的情況下，潛在熱點604可窄化至半圖塊寬度半徑606內的潛在熱點604且處於中心數位感測器E與周邊數位感測器D之間的軸線與等分周邊數位感測器D與周邊數位感測器C之間的潛在熱點604的軸線之間。
對於另一實例，圖6D示出可指示數位感測器114的量測可定序為E>D=C>B=A的數位感測器114的量測的比較。在潛在熱點604最接近於中心數位感測器E且隨後相等地接近於周邊數位感測器D及周邊數位感測器C的情況下，潛在熱點604可窄化至半圖塊寬度半徑606內的潛在熱點604且沿著等分周邊數位感測器D與周邊數位感測器C之間的潛在熱點604的軸線。
圖6B至圖6D中示出的前述實例是關於在中心數位感測器E與周邊數位感測器D之間的軸線與等分周邊數位感測器D與周邊數位感測器C之間的潛在熱點604的軸線之間的半圖塊寬度半徑606的八分之一中的潛在熱點604。產生周邊數位感測器114(A、B、C以及D)的不同次序的數位感測器114的類似比較可將潛在熱點604類似地窄化於半圖塊寬度半徑606的其他八分之七 中。
用於潛在熱點600中的每一者處的環境條件的方程組(方程式6)可簡化為用於潛在熱點604的方程式。數位感測器114可提供足夠資訊來求解用於潛在熱點604中的每一者處的環境條件的較不複雜方程組(方程式6)。
圖7示出根據一實施例的用於感測器網路控制單元的自校準的方法700。方法700可實施於在處理器(例如圖1及圖9中的感測器網路控制單元112、圖1中的系統控制器116)中執行的軟體中、實施於通用硬體中、實施於專用硬體(例如圖1及圖9中的感測器網路控制單元112)中或實施於軟體組態的處理器及專用硬體的組合中，諸如數位感測器網路(例如圖1中的數位感測器網路100)內的執行軟體的處理器(例如圖1及圖9中的感測器網路控制單元112、圖1中的系統控制器116)，所述數位感測器網路包含其他個別組件(例如圖1中的處理器102、快取記憶體104、IP單元106、網路連接單元108、IO單元110、圖5中的積體電路組件500)以及各種記憶體/快取控制器。為涵蓋各種實施例中所啟用的替代性組態，實施方法700的硬體在本文中稱為「控制元件」。本文中出於說明及易於參考的目的參考特定結構構件描述方法700。然而，其他適合的結構構件預期在本揭露的範疇內以供用於執行參考方法700的方塊702至方塊712描述的操作。
數位感測器網路的數位感測器(例如圖1、圖2以及圖5至圖6D中的數位感測器114)可能受製造差異及/或隨時間推移的劣化影響，且可並不如所預期執行，諸如並不根據相同類型的數位感測器的預期效能而執行。控制元件可實現控制元件的自校 準，以便能夠針對數位感測器的效能中的差異而進行調整。在一些實施例中，可回應於來自任何數目及組合的數位感測器的異常感測器資料回應於使用者提示等定期地對任何數目及組合的數位感測器執行控制元件的自校準。
在方塊702中，控制元件可將控制因素應用於積體電路組件。控制因素可以是工作負荷、電壓、處理器頻率、處理器、記憶體及/或通信操作等的任何組合，其中在積體電路組件的情況下，已知積體電路組件的正常環境條件。控制元件可將控制因素應用於任何數目及組合的積體電路組件，所述積體電路組件諸如數位感測器(控制元件針對所述數位感測器經校準)所分佈的區域中的積體電路組件。在一些實施例中，在方塊702中，感測器網路控制單元及/或系統控制器可將控制因素應用於積體電路組件。在一些實施例中，在方塊702中，處理器102、感測器網路控制單元112、系統控制器116或其他處理元件(未繪示)(諸如與數位感測器網路100及/或具有數位感測器網路100的積體電路分隔開的處理器)可將控制因素應用於積體電路組件。
在方塊704中，控制元件可自數位感測器網路的任何數目及組合的數位感測器接收感測器輸出訊號。控制元件可自分佈於在方塊702中控制因素所應用於的積體電路組件的區域內的至少數位感測器接收感測器輸出訊號。每一感測器輸出訊號可包含計數器值的感測器資料及/或輸出感測器輸出訊號的數位感測器的識別符。在一些實施例中，在方塊704中，包含感測器量測輸入及儲存單元(例如圖9中的感測器量測輸入及儲存單元904)的感測器網路控制單元112可自數位感測器接收感測器輸出訊號。
在方塊706中，控制元件可儲存感測器輸出訊號的感測器資料。控制元件可儲存計數器值及/或輸出感測器輸出訊號的數位感測器的識別符。控制元件可將感測器資料儲存至積體及/或可存取記憶體，其可實施為任何數目及組合的揮發性記憶體元件及/或非揮發性記憶體元件，諸如暫存器、快取、隨機存取記憶體(random access memory；RAM)、唯讀記憶體(read only memory；ROM)、電可抹除可程式化ROM(electrically erasable programmable ROM；EEPROM)、快閃記憶體等。控制元件可以使用於數位感測器的識別符與來自數位感測器的計數器值相關聯的方式儲存感測器資料。在一些實施例中，儲存至記憶體的用於數位感測器的識別符可在感測器輸出訊號資料中經接收或與控制元件的接腳(在其上接收感測器輸出訊號)相關聯，且寫入至記憶體作為儲存感測器輸出訊號資料或預裝載於記憶體中的部分。在一些實施例中，在方塊706中，包含感測器資料記憶體(例如圖9中的感測器資料記憶體930)的感測器網路控制單元112可儲存感測器輸出訊號的感測器資料。
在方塊708中，控制元件可擷取用於數位感測器的感測器資料。控制元件可使用數位感測器的識別符自記憶體擷取用於數位感測器的感測器資料。數位感測器的識別符可以是由控制元件選擇以供用於控制元件的自校準的數位感測器的識別符。在一些實施例中，在方塊708中，包含算術單元(例如圖9中的算術單元916)的感測器網路控制單元112可擷取用於數位感測器的感測器資料。
在方塊710中，控制元件可計算數位感測器的校準係數。 對於數位感測器的任何分佈，控制元件的自校準過程可為每一數位感測器「i」使用至少兩個感測器量測(
Figure 109134530-A0305-02-0033-14
及
Figure 109134530-A0305-02-0033-15
)，以使用已知參考計數器值(Cref1及Cref2)來求解校準係數值(
Figure 109134530-A0305-02-0033-16
及
Figure 109134530-A0305-02-0033-17
)：
Figure 109134530-A0305-02-0033-7
Figure 109134530-A0305-02-0033-8
此等校準係數值(
Figure 109134530-A0305-02-0033-18
及
Figure 109134530-A0305-02-0033-19
)可表示為多個數位感測器的矩陣，諸如
Figure 109134530-A0305-02-0033-20
值的陣列可標記為D0且
Figure 109134530-A0305-02-0033-21
值的對角矩陣可標記為D1。此等校準係數可用於在考慮數位感測器之間的差異的同時求解用於潛在熱點中的每一者處的環境條件的方程組(方程式6)。在知曉數位感測器中的每一者的參考感測器值(Cscnsor reference)的情況下，以下方程式可求解潛在熱點中的每一者處的環境條件(Ceach potential hotspot)：C sensor reference =D 0+D 1．C each sensor =D 0+D 1．F．C each potential hotspot (方程式9)
針對用於潛在熱點中的每一者處的環境條件(Ceach potential hotspot)求解以上方程式，用於潛在熱點中的每一者處的環境條件的方程組(方程式6)變為：
Figure 109134530-A0305-02-0033-13
其中(F T ．F)-1．F T 可能為固定的且經預計算。在一些實施例中，在方塊710中，包含算術單元916的感測器網路控制單元112可計算數位感測器的校準係數。
在方塊712中，控制元件可儲存校準係數。校準係數可以使校準係數中的每一者與數位感測器(針對其計算校準係數)的適當識別符相關聯的方式儲存。在一些實施例中，校準係數可儲存在與方塊706中的儲存的感測器資料相同的記憶體或不同的 記憶體中。在一些實施例中，在方塊712中，包含算術單元916的感測器網路控制單元112可儲存校準係數。
圖8根據一實施例的識別及映射熱點的方法800。方法800可實施於在處理器(例如圖1及圖9中的感測器網路控制單元112)中執行的軟體中、實施於通用硬體中、實施於專用硬體(例如圖1及圖9中的感測器網路控制單元112)中或實施於軟體組態的處理器及專用硬體的組合中，諸如數位感測器網路(例如圖1中的數位感測器網路100)內的執行軟體的處理器(例如圖1及圖9中的感測器網路控制單元112)，所述數位感測器網路包含其他個別組件(例如圖1中的處理器102、快取記憶體104、IP單元106、網路連接單元108、IO單元110、圖5中的積體電路組件500)以及各種記憶體/快取控制器。為涵蓋各種實施例中所啟用的替代性組態，實施方法800的硬體在本文中稱為「控制元件」。在一些實施例中，可為任何數目及組合的積體電路組件實施方法800，包含單獨地為多個積體電路組件實施及/或同時地為多個積體電路組件實施。本文中出於說明及易於參考的目的參考特定結構構件描述方法800。然而，其他適合的結構構件預期在本揭露的範疇內以供用於執行參考方法800的方塊802至方塊822描述的操作。
在方塊802中，控制元件可自數位感測器網路的任何數目及組合的數位感測器(例如圖1、圖2以及圖5至圖6D中的數位感測器114)接收感測器輸出訊號。控制元件可自分佈於任何數目及組合的積體電路組件的區域內的數位感測器接收感測器輸出訊號。每一感測器輸出訊號可包含計數器值的感測器資料及/或輸出感測器輸出訊號的數位感測器的識別符。在一些實施例中，在 方塊802中，包含感測器量測輸入及儲存單元(例如圖9中的感測器量測輸入及儲存單元904)的感測器網路控制單元112可自數位感測器接收感測器輸出訊號。
在方塊804中，控制元件可選擇任何數目的關鍵數位感測器。在一些實施例中，控制元件可使數位感測器的計數器值彼此比較，且判定計數器值中的哪一者為關鍵計數器值。關鍵計數器值可以是所比較計數器值的範圍的極值處的計數器值。在一些實施例中，控制元件可將計數器值與數位感測器的預期計數器值進行比較，所述數位感測器具有與所比較計數器值相關聯的數位感測器的識別符，且所述控制元件可判定計數器值中的哪一者為關鍵計數器值。關鍵計數器值可以是與預期計數器值具有最小或最大偏差的計數器值。在一些實施例中，可在比較之前藉由各別校準係數調整計數器值。在一些實施例中，控制元件可選擇任何數目及組合的關鍵計數器值，包含基於待選擇的關鍵計數器值的數目及/或關鍵計數器值臨限值，基於超出關鍵計數器值臨限值的關鍵計數器值進行選擇。可將關鍵計數器值稱為比較的極值。控制元件可將與關鍵計數器值相關聯的數位感測器的識別符識別為關鍵數位感測器的識別符。在一些實施例中，在方塊804中，包含關鍵數位感測器資料選擇單元(例如圖9中的關鍵數位感測器資料選擇單元906)的感測器網路控制單元112可選擇關鍵數位感測器。
在方塊806中，控制元件可識別任何數目的關鍵圖塊(例如圖5至圖6D中的關鍵圖塊512)。控制元件可使用關鍵數位感測器的識別符來自記憶體擷取關鍵圖塊資料。關鍵數位感測器的 識別符可能用於圖塊(例如圖5中的圖塊502、圖5至圖6D中的關鍵圖塊512)的中心數位感測器。關鍵數位感測器的識別符可與圖塊資料相關聯，包含圖塊的識別符。控制元件可擷取與關鍵數位感測器的識別符相關聯的圖塊的識別符。控制元件可將與關鍵數位感測器的識別符相關聯的圖塊的識別符識別為關鍵圖塊的識別符。在一些實施例中，在方塊806中，包含圖塊資料選擇單元(例如圖9中的圖塊資料選擇單元912)的感測器網路控制單元112可識別關鍵圖塊。
在方塊808中，控制元件可識別關鍵圖塊的周邊數位感測器。如上所述，控制元件可使用關鍵數位感測器的識別符來自記憶體擷取關鍵圖塊資料。關鍵數位感測器的識別符可與圖塊資料相關聯，包含圖塊的識別符及圖塊的周邊數位感測器的識別符。在一些實施例中，控制元件可擷取與關鍵數位感測器的識別符相關聯的周邊數位感測器的識別符。控制元件可將與關鍵數位感測器的識別符相關聯的周邊數位感測器的識別符識別為關鍵圖塊的周邊數位感測器的識別符。在一些實施例中，控制元件可擷取與關鍵圖塊的識別符相關聯的周邊數位感測器的識別符。控制元件可將與關鍵圖塊的識別符相關聯的周邊數位感測器的識別符識別為關鍵圖塊的周邊數位感測器的識別符。在一些實施例中，在方塊808中，包含圖塊資料選擇單元912的感測器網路控制單元112可識別關鍵圖塊的周邊數位感測器。
在方塊810中，控制元件可對關鍵圖塊的周邊數位感測器的計數器值進行排序。控制元件可使用關鍵圖塊的周邊數位感測器的識別符來自記憶體擷取與周邊數位感測器的識別符相關聯 的計數器值。控制元件可對每一關鍵圖塊的周邊數位感測器的計數器值進行排序，以將潛在熱點(例如圖6A至圖6D中的潛在熱點600、潛在熱點604)的位置窄化至每一關鍵圖塊內。在一些實施例中，控制元件可基於計數器值相較於彼此的幅值來對計數器值進行排序。在一些實施例中，控制元件可基於計數器值與各別預期值的偏差的幅值來對計數器值進行排序。在一些實施例中，控制元件可使用關鍵圖塊的周邊數位感測器的識別符來自記憶體擷取與周邊數位感測器的識別符相關聯的校準係數。可在比較之前藉由各別校準係數調整周邊數位感測器的所擷取計數器值。控制元件可將計數器值排序至一次序中，所述次序向控制元件指示關鍵圖塊的數位感測器中的哪一者相較於關鍵圖塊的其他數位感測器更接近於熱點(例如圖5中的熱點510)，其中中心數位感測器為最接近的，隨後為各種周邊數位感測器。在一些實施例中，在方塊810中，包含算術單元(例如圖9中的算術單元916)的感測器網路控制單元112可對關鍵圖塊的周邊數位感測器的計數器值進行排序。
在方塊812中，控制元件可判定潛在熱點(例如圖6A至圖6D中的熱點604)的子集。控制元件可選擇潛在熱點，針對所述潛在熱點求解用於潛在熱點中的每一者處的環境條件的方程組(方程式10)。在中心數位感測器為關鍵數位感測器時，其可以是最接近於熱點的數位感測器，且控制元件可將潛在熱點窄化至距中心數位感測器半圖塊寬度半徑(例如圖6A至圖6D中的半圖塊寬度半徑606)內的內的潛在熱點。控制元件可基於周邊數位感測器的經排序計數器值的關係來判定潛在熱點可進一步窄化。控制 元件可將潛在熱點進一步窄化至中心數位感測器與周邊數位感測器之間的潛在熱點，所述周邊數位感測器與周邊數位感測器的頂部經排序計數器值的數目相關聯。控制元件可基於周邊數位感測器的頂部經排序計數器值的數目之間的關係而進一步窄化潛在熱點。舉例而言，對於兩個相等頂部經排序計數器值，控制元件可將潛在熱點進一步窄化至沿著與兩個相等頂部經排序計數器值相關聯的周邊數位感測器之間的軸線的潛在熱點。對於另一實例，對於依序經排序的計數器值，控制元件可將潛在熱點進一步窄化至連接中心數位感測器及與頂部經排序計數器值相關聯的周邊數位感測器的軸線及與下一兩個頂部經排序計數器值相關聯的周邊數位感測器之間的軸線之間的潛在熱點。對於另一實例，對於在頂部經排序計數器值之下依序排序的兩個相等頂部經排序計數器值，控制元件可將潛在熱點進一步窄化至沿著連接中心數位感測器及與頂部經排序計數器值相關聯的周邊數位感測器的軸線的潛在熱點。控制元件可判定潛在熱點的子集可包含藉由控制元件窄化至的潛在熱點。在一些實施例中，在方塊812中，包含算術單元916的感測器網路控制單元112可判定潛在熱點的子集。
在方塊814中，控制元件可判定潛在熱點的子集中的潛在熱點處的環境條件。為判定潛在熱點的子集中的潛在熱點處的環境條件，控制元件可使用用於潛在熱點的子集的數位感測器的計數器值及校準係數來求解用於潛在熱點中的每一者處的環境條件的方程組(方程式10)，以求解數位感測器中的每一者的參考感測器值(方程式9)。控制元件可使用數位感測器中的每一者的所得參考感測器值及用於潛在熱點的子集的數位感測器的校準係數 來求解用於潛在熱點中的每一者處的環境條件的方程組(方程式10)。在一些實施例中，在方塊814中，包含算術單元916的感測器網路控制單元112可判定潛在熱點的子集中的潛在熱點處的環境條件。
在方塊816中，控制元件可識別熱點。使用針對子集潛在熱點求解用於潛在熱點中的每一者處的環境條件的方程組(方程式10)的結果，控制元件可比較所述結果以判定哪一潛在熱點為熱點。比較可產生具有比由求解用於潛在熱點中的每一者處的環境條件的方程組(方程式10)產生的所有其他環境條件值更極端(諸如高於或低於)的環境條件值的熱點。控制元件可將具有最極端環境條件值的潛在熱點識別為熱點。在一些實施例中，在方塊816中，包含算術單元916的感測器網路控制單元112可識別熱點。
在方塊818中，控制元件可映射熱點至關鍵圖塊上的方位。用於每一圖塊的每一周邊數位感測器的預定義擬合矩陣係數可儲存在與圖塊的識別符相關聯的記憶體中。控制元件可自記憶體擷取與頂部經排序計數器值相關聯且與關鍵圖塊相關聯的周邊數位感測器的擬合矩陣係數。使用所擷取擬合矩陣係數的控制元件可映射熱點至自與頂部經排序計數器值相關聯且與關鍵圖塊相關聯的周邊數位感測器的偏移。在一些實施例中，在方塊818中，包含積體電路方位映射單元(例如積體電路方位映射單元922)的感測器網路控制單元112可映射熱點至關鍵圖塊上的方位。
在方塊820中，控制元件可映射熱點至積體電路上的方位。在一些實施例中，控制元件可映射熱點至積體電路上的方位。 在一些實施例中，控制元件可映射熱點至積體電路組件上的方位。使用積體電路描述本文中的實例；然而，應清楚的是，可類似地對積體電路組件作出映射。每一圖塊識別符可與積體電路上的座標方位相關聯。使用熱點至關鍵圖塊的映射及關鍵圖塊在積體電路上的方位，控制元件可判定熱點在積體電路上的方位。在一些實施例中，在方塊820中，包含積體電路方位映射單元922的感測器網路控制單元112可映射熱點至積體電路上的方位。
在視情況選用的方塊822中，控制元件可映射關鍵數位感測器的計數器值至環境條件。控制元件可映射關鍵數位感測器的計數器值至由求解用於熱點處的環境條件的方程組(方程式10)產生的環境條件值。在一些實施例中，在視情況選用的方塊820中，包含積體電路方位映射單元922的感測器網路控制單元112可映射關鍵數位感測器的計數器值至環境條件。
圖9示出適用於實施各種實施例的實例感測器網路控制單元及過程流程。感測器網路控制單元112可經組態以使用計數器值來判定熱點(例如圖5中的熱點510)在積體電路上的位置，所述計數器值為自數位感測器網路(例如圖1中的數位感測器網路100)的數位感測器(例如圖1及圖6A至圖6D中的數位感測器114)的環境條件的量測。在一些實施例中，感測器網路控制單元112的各種單元904、單元906、單元912、單元916、單元922可實施於硬體中。在一些實施例中，感測器網路控制單元112的各種單元904、單元906、單元912、單元916、單元922可實施於軟體組態的處理器中。在一些實施例中，感測器網路控制單元112的各種單元904、單元906、單元912、單元916、單元922可 實施於硬體及軟體組態的處理器的組合中。各種記憶體914、記憶體930、記憶體932、記憶體934、記憶體936可實施於任何數目及組合的揮發性記憶體元件及/或非揮發性記憶體元件中，所述揮發性記憶體元件及/或非揮發性記憶體元件諸如暫存器、快取、RAM、ROM、EEPROM、快閃記憶體等。儲存至各種記憶體914、記憶體930、記憶體932、記憶體934、記憶體936的資料可以任何數目及組合的資料儲存格式儲存，所述資料儲存格式包含資料庫、資料結構、原始資料等，所述資料儲存格式可使資料與諸如感測器識別符(sensor identifier；SID)或圖塊識別符(tile identifier；TID)的唯一識別符相關聯。
頂級指令解碼及順序邏輯902可促進感測器網路控制單元112的功能的執行。頂級指令解碼及順序邏輯902可對用於感測器網路控制單元112的各種單元904、單元906、單元912、單元916、單元922的指令進行解碼及測序。對指令進行解碼及測序可涉及擷取實施指令及控制指令所實施的次序所需的操作碼、運算元、記憶體地址等。頂級指令解碼及順序邏輯902可以是各種單元904、單元906、單元912、單元916、單元922與指令及資料記憶體之間的介面，所述資料記憶體諸如各種記憶體914、記憶體930、記憶體932、記憶體934、記憶體936。
感測器量測輸入及儲存單元904可自數位感測器網路的任何數目及組合的數位感測器接收計數器值。可經由通信電路(例如圖1中的通信電路116)自數位感測器的計數器儲存裝置(例如圖2中的計數器儲存裝置204)在感測器輸出訊號(例如圖2中的感測器輸出訊號210)中接收計數器值。在一些實施例中，感測器 量測輸入及儲存單元904可自任何數目及組合的積體電路組件(例如圖1中的處理器102、快取記憶體104、IP單元106、網路連接單元108、IO單元110、圖5中的積體電路組件500)的數位感測器接收計數器值。在一些實施例中，感測器量測輸入及儲存單元904可接收與指定數位感測器相關聯的接腳上的計數器值，諸如使接腳與SID相關聯。在一些實施例中，感測器量測輸入及儲存單元904可接收匯流排介面上的計數器值以及識別與計數器值相關聯的數位感測器(諸如SID)的資料。
感測器量測輸入及儲存單元904可將所接收計數器值儲存在感測器資料記憶體930(計數器)中。在一些實施例中，感測器量測輸入及儲存單元904可儲存可預裝載在感測器資料記憶體930中的與SID相關聯的所接收計數器值。在一些實施例中，感測器量測輸入及儲存單元904可藉由為SID及相關聯的所接收計數器值在感測器資料記憶體930中創建條目來儲存與SID相關聯的所接收計數器值。在一些實施例中，感測器量測輸入及儲存單元904可為任何數目及組合的積體電路組件的數位感測器儲存所接收計數器值及SID。感測器資料記憶體930可進一步儲存與SID相關聯的校準係數(D0 Coeff、D1 Coeff)，以供用於針對製造差異及/或與SID相關聯的數位感測器隨時間推移的劣化來調整計數器值。
關鍵數位感測器資料選擇單元906可自感測器資料記憶體930擷取所儲存SID及計數器值的一部分或全部。在一些實施例中，關鍵數位感測器資料選擇單元906可自感測器資料記憶體930擷取所儲存SID及計數器值以供用於任何數目及組合的積體 電路組件的數位感測器。在一些實施例中，關鍵數位感測器資料選擇單元906可使所擷取計數器值彼此比較，且判定計數器值中的哪一者為關鍵計數器值。關鍵計數器值可以是所比較計數器值的範圍的極值處的計數器值。在一些實施例中，關鍵數位感測器資料選擇單元906可比較所擷取計數器值與具有與所擷取計數器值相關聯的SID的數位感測器的預期計數器值，且可判定計數器值中的哪一者為關鍵計數器值。關鍵計數器值可以是與預期計數器值具有最小或最大偏差的計數器值。可在比較之前藉由各別校準係數調整所擷取計數器值。在一些實施例中，關鍵數位感測器資料選擇單元906可選擇任何數目及組合的關鍵計數器值，包含基於待選擇的關鍵計數器值的數目及/或關鍵計數器值臨限值，基於超出關鍵計數器值臨限值的關鍵計數器值進行選擇。可將關鍵計數器值稱為比較的極值。關鍵數位感測器資料選擇單元906可將與關鍵計數器值相關聯的SID識別為關鍵SID。在一些實施例中，關鍵數位感測器資料選擇單元906可進一步擷取與所擷取SID相關聯的校準係數。關鍵數位感測器資料選擇單元906可將任何數目及組合的關鍵SID 908及關鍵計數器值910輸出至圖塊資料選擇單元912。
圖塊資料選擇單元912可自關鍵數位感測器資料選擇單元906接收關鍵SID 908及關鍵計數器值910。圖塊資料選擇單元912可使用關鍵SID來自圖塊資料記憶體932擷取關鍵圖塊資料。在圖塊資料記憶體932中，圖塊的中心數位感測器的SID(其可以是關鍵SID)可與圖塊資料相關聯，包含圖塊(例如圖5中的圖塊502、圖5至圖6D中的關鍵圖塊512)的TID、相對於積體 電路及/或相對於積體電路組件的圖塊偏移(X及Y)以及圖塊的周邊數位感測器的SID。圖塊資料選擇單元912可將關鍵SID識別為關鍵圖塊(例如圖5至圖6D中的關鍵圖塊512)的中心數位感測器。圖塊資料選擇單元912可自圖塊資料記憶體932擷取與關鍵SID相關聯的周邊數位感測器的TID及SID，且使用周邊數位感測器的SID來自感測器資料記憶體930擷取與周邊數位感測器的SID相關聯的計數器值及校準係數。圖塊資料選擇單元912亦可使用關鍵SID來自感測器資料記憶體930擷取與關鍵SID相關聯的校準係數。圖塊資料選擇單元912可彼此相關聯地將關鍵SID、關鍵計數器值以及與關鍵SID相關聯的校準係數儲存至暫時性關鍵圖塊資料記憶體914。圖塊資料選擇單元912可彼此相關聯地將關鍵SID的周邊數位感測器的所擷取SID、與周邊數位感測器的SID相關聯的計數器值以及與周邊數位感測器的SID相關聯的校準係數儲存至關鍵圖塊資料記憶體914。在一些實施例中，圖塊資料選擇單元912亦可將與關鍵SID及周邊數位感測器SID相關聯的TID儲存至關鍵圖塊資料記憶體914。
算術單元916可自關鍵圖塊資料記憶體914擷取計數器值，且對計數器值進行排序以將潛在熱點的位置窄化於關鍵圖塊內。在一些實施例中，算術單元916可基於計數器值相較於彼此的幅值來對計數器值進行排序。在一些實施例中，算術單元916可基於計數器值與各別預期值的偏差的幅值來對計數器值進行排序。可在比較之前藉由各別校準係數調整預期計數器值或所擷取計數器值。算術單元916可將計數器值排序至一次序中，所述次序向算術單元916指示關鍵圖塊的數位感測器中的哪一者相較於 關鍵圖塊的其他數位感測器更接近於熱點。關鍵計數器值可以是頂部經排序計數器值，且周邊SID的計數器值可相對於關鍵計數器值為下部經排序計數器值。
算術單元916可選擇潛在熱點的子集，針對所述潛在熱點的子集求解用於潛在熱點中的每一者處的環境條件的方程組(方程式10)。在中心數位感測器為關鍵數位感測器時，其可以是最接近於熱點的數位感測器，且算術單元916可將潛在熱點窄化至距每一中心數位感測器半圖塊寬度半徑(例如圖6A至圖6D中的半圖塊寬度半徑606)內的內的潛在熱點。算術單元916可基於周邊數位感測器的經排序計數器值的關係來判定潛在熱點可進一步窄化。算術單元916可將潛在熱點進一步窄化至中心數位感測器與各別周邊數位感測器之間的潛在熱點，所述各別周邊數位感測器與周邊數位感測器的頂部經排序計數器值的數目相關聯。算術單元916可基於周邊數位感測器的頂部經排序計數器值的數目之間的關係而進一步窄化潛在熱點。舉例而言，對於兩個相等頂部經排序計數器值，算術單元916可將潛在熱點進一步窄化至沿著與兩個相等頂部經排序計數器值相關聯的周邊數位感測器之間的軸線的潛在熱點。對於另一實例，對於依序經排序的計數器值，算術單元916可將潛在熱點進一步窄化至連接中心數位感測器及與頂部經排序計數器值相關聯的周邊數位感測器的軸線及與下一兩個頂部經排序計數器值相關聯的周邊數位感測器之間的軸線之間的潛在熱點。對於另一實例，對於在另一頂部經排序計數器值之下依序排序的兩個相等頂部經排序計數器值，算術單元916可將潛在熱點進一步窄化至沿著連接中心數位感測器及與頂部經排 序計數器值相關聯的周邊數位感測器的軸線的潛在熱點。算術單元916可判定潛在熱點的子集可包含藉由算術單元916窄化至的潛在熱點。
算術單元916可求解方程組以判定潛在熱點的子集中的潛在熱點中的每一者處的環境條件。為判定潛在熱點的子集中的潛在熱點處的環境條件，算術單元916可使用用於潛在熱點的子集的數位感測器的計數器值及校準係數來求解用於潛在熱點中的每一者處的環境條件的方程組(方程式10)，以求解數位感測器中的每一者的參考感測器值(方程式9)。算術單元916可使用數位感測器中的每一者的所得參考感測器值及用於潛在熱點的子集的數位感測器的校準係數來求解用於潛在熱點中的每一者處的環境條件的方程組(方程式10)。
使用針對子集潛在熱點求解用於潛在熱點中的每一者處的環境條件的方程組(方程式10)的結果，算術單元916可比較所述結果以判定哪一潛在熱點為熱點。比較可產生具有比由針對子集潛在熱點求解用於潛在熱點中的每一者處的環境條件的方程組(方程式10)產生的所有其他環境條件值更極端(諸如高於或低於)的環境條件值的熱點。算術單元916可將具有最極端環境條件值的潛在熱點識別為熱點。
算術單元916可映射熱點至關鍵圖塊上的方位。用於每一圖塊的每一周邊數位感測器的預定義擬合矩陣係數(f0、f1、f2...)可儲存在與TID相關聯的圖塊擬合記憶體934中。算術單元916可自圖塊擬合記憶體934擷取與頂部經排序計數器值相關聯且與關鍵圖塊相關聯的周邊數位感測器的擬合矩陣係數。使用所 擷取擬合矩陣係數的算術單元916可映射熱點至自與頂部經排序計數器值相關聯且與關鍵圖塊相關聯的周邊數位感測器的偏移。算術單元916可輸出熱點圖塊方位918及熱點環境條件值920。
積體電路方位映射單元922可自算術單元916接收熱點圖塊方位918及熱點環境條件值920。使用熱點圖塊方位，積體電路方位映射單元922可映射熱點至積體電路上的方位。在一些實施例中，控制元件可映射熱點至積體電路上的方位。在一些實施例中，控制元件可映射熱點至積體電路組件上的方位。使用積體電路描述本文中的實例；然而，應清楚的是，可類似地對積體電路組件作出映射。每一TID可與積體電路上的座標方位相關聯。使用熱點至關鍵圖塊的映射及關鍵圖塊在積體電路上的方位，積體電路方位映射單元922可判定每一熱點在積體電路上的方位。積體電路方位映射單元922可輸出積體電路上的熱點方位924及熱點環境條件值926。
視情況地，積體電路方位映射單元922可映射關鍵數位感測器的計數器值至環境條件。積體電路方位映射單元922映射關鍵計數器值至環境條件值，所述環境條件值由求解用於熱點處的環境條件的方程組(方程式10)而產生。積體電路方位映射單元922可將與各別關鍵SID及關鍵計數器值相關聯的環境條件值儲存在環境條件映射記憶體936中。
在一些實施例中，算術單元916可使用計數器值來執行感測器網路控制單元的自校準。使用來自感測器資料記憶體930的計數器值，算術單元916可計算數位感測器的校準係數。算術單元916可使用各別數位感測器的計數器值及參考值來求解用於 校準係數的方程式(方程式7及方程式8)。校準係數儲存單元928可與各別SID相關聯地將經計算校準係數儲存至感測器資料記憶體930，所述各別SID與計數器值相關聯。
用於在可程式化處理器上執行以用於進行各種實施例之操作的電腦程式碼或「程式碼」可以諸如C、C++、C#、Smalltalk、Java、JavaScript、Visual Basic、結構化查詢語言(例如Transact-SQL)、Perl的高階程式設計語言或以各種其他程式設計語言寫入。如本申請案中使用之儲存在電腦可讀儲存媒體上的程式碼或程式可指代機器語言程式碼(諸如目標程式碼)，其格式可由處理器理解。
參考所有附圖且根據本揭露的各種實施例，本文中揭露一種數位感測器網路，其可利用更小更快的離散數位感測器來高效地處理來自數位感測器的網路的資訊，從而精確定位關鍵環境條件(例如電壓及/或溫度)的位置及值。藉由使用大量比類比感測器更小但精確度更低的數位感測器，可更精細及精密地判定熱點的位置。大量數位感測器可更接近於積體電路的關鍵區域且以更快方式定位。經由對來自數位感測器的網路的讀數進行後處理，控制單元可產生熱點的精確值及方位。以此方式，系統控制單元可採用適當步驟來降低溫度(例如減緩熱點單元、將處理自熱單元轉移至另一單元等)。揭露各種實施例，所述各種實施例亦可提供自校準技術來控制製造差異。
根據本揭露的一實施例，提供一種數位感測器網路，所述數位感測器網路包含：多個數位感測器114，分佈於積體電路的積體電路組件(例如102、104、106、108、110)的區域內，其中 多個數位感測器114中的每一者包含環式振盪器200且經組態以輸出在指定時段內計數的環式振盪器的計數器值；以及感測器網路控制單元112，經由通信電路116通信地連接至多個數位感測器114，其中感測器網路控制單元112經組態以：接收多個計數器值，所述多個計數器值包含來自多個數位感測器114中的每一者的計數器值；以及識別積體電路組件(例如102、104、106、108、110)的區域內的熱點510。
在相關實施例中，所述感測器網路控制單元包括關鍵數位感測器資料選擇單元，所述關鍵數位感測器資料選擇單元經組態以：比較所述多個計數器值；將所述多個計數器值的比較的計數器值識別為關鍵計數器值；以及識別與所述關鍵計數器值相關聯的關鍵數位感測器。
在相關實施例中，所述關鍵數位感測器資料選擇單元經組態以使得比較所述多個計數器值包括使用用於數位感測器的校準係數來調整來自所述多個數位感測器中的所述數位感測器的所述多個計數器值中的計數器值。
在相關實施例中，所述感測器網路控制單元包括圖塊資料選擇單元，所述圖塊資料選擇單元經組態以：識別與關鍵數位感測器相關聯的關鍵圖塊，其中所述關鍵圖塊包括第一組所述多個數位感測器，其中所述關鍵數位感測器作為由多個周邊數位感測器包圍的中心數位感測器；以及識別所述多個周邊數位感測器。
在相關實施例中，所述感測器網路控制單元包括算術單元，所述算術單元經組態以：對與包圍關鍵圖塊的關鍵數位感測器的所述關鍵圖塊的多個周邊數位感測器相關聯的所述多個計數 器值中的計數器值進行排序；以及基於所述關鍵數位感測器周圍的半圖塊寬度半徑內的多個潛在熱點以及指示相關聯的多個周邊數位感測器之間的關係的經排序計數器值的關係，判定所述積體電路組件的所述區域內的所述多個潛在熱點的子集。
在相關實施例中，所述算術單元經進一步組態以：判定包含所述多個潛在熱點的所述子集中的每一潛在熱點處的環境條件的多個環境條件；以及自所述多個環境條件中識別最極端環境條件，其中識別所述積體電路組件的所述區域內的所述熱點包括將所述熱點識別為具有所述最極端環境條件的潛在熱點。
在相關實施例中，所述算術單元經進一步組態以使用所述多個周邊數位感測器中的周邊數位感測器的位置來映射所述熱點至所述熱點在所述關鍵圖塊中的位置，其中所述周邊數位感測器與所述經排序計數器值的頂部經排序計數器值相關聯。
在相關實施例中，所述感測器網路控制單元包括積體電路方位映射單元，所述積體電路方位映射單元經組態以使用所述熱點在關鍵圖塊中的位置及所述關鍵圖塊在所述積體電路中的位置來映射所述熱點至所述積體電路中的位置。
在相關實施例中，所述感測器網路控制單元包括算術單元，所述算術單元經組態以使用數位感測器的參考計數器值以及所述多個計數器值中的來自所述數位感測器的計數器值來計算用於所述多個數位感測器中的所述數位感測器的校準係數，其中所述參考計數器值在所述積體電路組件具有應用的控制因素時為來自所述數位感測器的預期計數器值，且所述計數器值在所述積體電路組件具有所述應用的控制因素時為來自所述數位感測器的所 量測計數器值。
根據本揭露的另一實施例，一種數位感測器網路，包括：多個數位感測器，分佈於積體電路的積體電路組件的區域內，其中所述多個數位感測器中的每一者包含經由第一通信電路電連接的多個組件，包含：環式振盪器，經組態以輸出振盪的環式振盪器訊號；高速計數器，經組態以輸出計數器值訊號，所述計數器值訊號表示所述振盪的環式振盪器訊號的計數器值；以及計數器儲存裝置，經組態以：儲存所述計數器值；以及輸出表示所儲存的所述計數器值的感測器輸出訊號；以及感測器網路控制單元，經由第二通信電路通信地連接至所述多個數位感測器，其中所述感測器網路控制單元經組態以：接收多個感測器輸出訊號，所述多個感測器輸出訊號包含來自所述多個數位感測器中的每一者的所述感測器輸出訊號；以及識別所述積體電路組件的所述區域內的熱點。
在相關實施例中，所述環式振盪器經進一步組態以回應於接收觸發訊號的第一邊緣而振盪環式振盪器訊號；所述多個數位感測器中的每一者包含經由所述第一通信電路電連接的所述多個組件，進一步包含儲存訊號同步器，所述儲存訊號同步器經組態以：接收所述觸發訊號；接收所述環式振盪器訊號；以及回應於接收所述觸發訊號的第二邊緣及所述環式振盪器訊號的邊緣而輸出清除計數器訊號；以及所述計數器儲存裝置經進一步組態以接收所述清除計數器訊號，其中輸出所述感測器輸出訊號包括回應於接收所述清除計數器訊號而輸出所述感測器輸出訊號。
在相關實施例中，分佈於所述積體電路的所述積體電路 組件的所述區域內的所述多個數位感測器分佈於圖塊圖案中，其中所述圖塊圖案的第一圖塊包含所述多個數位感測器的子集，且其中所述第一圖塊的第一周邊數位感測器及第二周邊數位感測器相隔開第一距離，且第一中心數位感測器與所述第一周邊數位感測器及所述第二周邊數位感測器中的每一者相隔開第二距離，所述第二距離至多為所述第一距離的一部分。
在相關實施例中，所述第一距離接近於藉由所述多個數位感測器量測的環境條件在由所述積體電路組件的電路給定佈侷限制的情況下衰減一半的距離。
在相關實施例中，在由所述積體電路組件的電路給定佈侷限制的情況下，所述第二距離接近於所述第一距離的一半。
在相關實施例中，所述第一圖塊的所述第一周邊數位感測器為第二圖塊的第二中心數位感測器。
根據本揭露的另一實施例，一種用於識別及映射在積體電路的積體電路組件的區域內具有多個數位感測器的數位感測器網路中的多個熱點的方法，包括：接收多個計數器值，所述多個計數器值包含來自所述積體電路組件的所述區域內的所述多個數位感測器中的每一者的計數器值；對與包圍關鍵圖塊的關鍵數位感測器的所述關鍵圖塊的多個周邊數位感測器相關聯的所述多個計數器值中的計數器值進行排序；基於所述關鍵數位感測器周圍的半圖塊寬度半徑內的多個潛在熱點以及指示相關聯的所述多個周邊數位感測器之間的關係的經排序計數器值的關係，判定所述積體電路組件的所述區域內的所述多個潛在熱點的子集；以及自所述多個潛在熱點的所述子集識別所述積體電路組件的所述區域 內的熱點。
在相關實施例中，所述的方法進一步包括：比較所述多個計數器值；將所述多個計數器值的比較的計數器值識別為關鍵計數器值；識別與所述關鍵計數器值相關聯的所述關鍵數位感測器；識別與所述關鍵數位感測器相關聯的所述關鍵圖塊，其中所述關鍵圖塊包括第一組所述多個數位感測器，其中所述關鍵數位感測器作為中心數位感測器；以及使用所述熱點在所述關鍵圖塊中的位置及所述關鍵圖塊在所述積體電路中的位置來映射所述熱點至所述積體電路中的位置。
在相關實施例中，所述的方法進一步包括使用數位感測器的參考計數器值以及所述多個計數器值中的來自所述數位感測器的計數器值來計算用於所述多個數位感測器中的所述數位感測器的校準係數，其中所述參考計數器值在所述積體電路組件具有應用的控制因素時為來自所述數位感測器的預期計數器值，且所述計數器值在所述積體電路組件具有所述應用的控制因素時為來自所述數位感測器的所量測計數器值，且其中比較所述多個計數器值包括使用用於所述數位感測器的所述校準係數來調整來自所述數位感測器的所述計數器值。
在相關實施例中，所述的方法進一步包括：識別與所述關鍵數位感測器相關聯的所述關鍵圖塊，其中所述關鍵圖塊包括第一組所述多個數位感測器，其中所述關鍵數位感測器作為由所述多個周邊數位感測器包圍的中心數位感測器；識別所述多個周邊數位感測器；以及使用所述多個周邊數位感測器中的周邊數位感測器的位置來映射所述熱點至所述熱點在所述關鍵圖塊中的位 置，其中所述周邊數位感測器與所述經排序計數器值的頂部經排序計數器值相關聯。
在相關實施例中，所述的方法進一步包括：判定包含所述多個潛在熱點的所述子集中的每一潛在熱點處的環境條件的多個環境條件；自所述多個環境條件中識別最極端環境條件，其中自所述多個潛在熱點的所述子集識別所述積體電路組件的所述區域內的所述熱點包括將所述熱點識別為具有所述最極端環境條件的潛在熱點。
根據本揭露的另一實施例，提供一種用於識別及映射在積體電路的積體電路組件(例如102、104、106、108、110)的區域內具有多個數位感測器114的數位感測器網路100中的熱點510的方法，所述方法包含以下步驟：接收多個計數器值，所述多個計數器值包含來自積體電路組件的區域內的多個數位感測器114中的每一者的計數器值；以及識別積體電路組件(例如102、104、106、108、110)的區域內的熱點510。
前述方法描述及過程流程圖僅作為說明性實例而提供，且並不意欲要求或暗示各種實施例的操作必須以所呈現的次序來執行。如所屬領域的技術人員將瞭解，前述實施例中的操作的次序可以任何次序執行。諸如「此後」、「隨後」、「接下來」等等之詞語並不意欲限制操作的次序；此等詞語僅用於導引讀者閱讀方法的描述。另外，對呈單數形式的申請專利範圍元素的任何參考(例如，使用冠詞「一(a/an)」或「所述」)不應解釋為將元素限於單數形式。
結合各種實施例而描述的各種說明性邏輯區塊、模組、 電路以及演算法操作可經實施為電子硬體、電腦軟體或兩者之組合。為清楚地說明硬體與軟體的此互換性，已在上文就各種說明性組件、區塊、模組、電路以及操作的功能性對其加以大體描述。將此功能性實施為硬體抑或軟體取決於特定應用及強加於整個系統上的設計約束。所屬領域的技術人員可針對每一特定應用以變化的方式實施所描述功能性，但此等實施決策不應解釋為致使脫離申請專利範圍之範疇。
用以實施結合本文中所揭露的實施例描述的各種說明性邏輯、邏輯區塊、模組以及電路的硬體可藉由通用處理器、數位訊號處理器(DSP)、特殊應用積體電路(ASIC)、場可程式化閘陣列(FPGA)或其他可程式化邏輯元件、離散閘或電晶體邏輯、離散硬體組件或其經設計以執行本文中所描述的功能的任何組合來實施或執行。通用處理器可為微處理器，但在替代例中，處理器可為任何習知處理器、控制器、微控制器或狀態機。處理器亦可實施為計算元件的組合，例如，DSP與微處理器的組合、多個微處理器、結合DSP核心的一或多個微處理器或任何其他此類組態。或者，可藉由特定於給定功能的電路來執行一些操作或方法。
在一或多個實施例中，所描述功能可以硬體、軟體、韌體或其任何組合來實施。若以軟體實施，則功能可作為一或多個指令或程式碼儲存於非暫時性電腦可讀媒體或非暫時性處理器可讀媒體上。本文揭露的方法或演算法的操作可體現於處理器可執行軟體模組中，所述處理器可執行軟體模組可駐存於非暫時性電腦可讀或處理器可讀儲存媒體上。非暫時性電腦可讀或處理器可讀儲存媒體可為可由電腦或處理器存取的任何儲存媒體。舉例而 言但非限制，此類非暫時性電腦可讀或處理器可讀媒體可包含RAM、ROM、EEPROM、快閃記憶體、CD-ROM或其他光碟儲存裝置、磁碟儲存裝置或其他磁性儲存元件或可用於儲存呈指令或資料結構之形式的所需程式碼且可由電腦存取的任何其他媒體。如本文中所使用的磁碟及光碟包含緊密光碟(compact disc；CD)、雷射光碟、光學光碟、數位多功能光碟(digital versatile disc；DVD)、軟碟以及藍光光碟，其中磁碟通常以磁性方式再生資料，而光碟用雷射以光學方式再生資料。以上各者的組合亦包含在非暫時性電腦可讀及處理器可讀媒體的範疇內。另外，方法或演算法的操作可作為程式碼及/或指令中的一者或任何組合或集合而駐存於可併入至電腦程式產品中的非暫時性處理器可讀媒體及/或電腦可讀媒體上。
提供對所揭露實施例的先前描述以使任何所屬領域的技術人員能夠製造或使用申請專利範圍。所屬領域的技術人員將易於瞭解對此等實施例的各種修改，且本文中所定義的一般原理可應用於其他實施例及實施方案而不脫離申請專利範圍的範疇。因此，本揭露並不意欲限於本文中所描述的實施例及實施方案，而應符合與以下申請專利範圍及本文中所揭露的原理及新穎特徵一致的最廣範疇。
100:數位感測器網路
102:處理器
104:快取記憶體
106:知識產權單元
108:網路連接單元
110:輸入/輸出單元
112:感測器網路控制單元
114:數位感測器
116:通信電路
118:系統控制器

Claims (10)

  1. 一種數位感測器網路，包括：多個數位感測器，分佈於積體電路的積體電路組件的區域內，其中所述多個數位感測器中的每一者經組態以輸出在指定時段內計數的計數器值；以及感測器網路控制單元，經由通信電路通信地連接至所述多個數位感測器，其中所述感測器網路控制單元經組態以：接收多個計數器值，所述多個計數器值包含來自所述多個數位感測器中的每一者的所述計數器值；以及識別所述積體電路組件的所述區域內的熱點，其中所述感測器網路控制單元包括算術單元，所述算術單元經組態以：對與包圍關鍵圖塊的關鍵數位感測器的所述關鍵圖塊的多個周邊數位感測器相關聯的所述多個計數器值中的計數器值進行排序；以及基於所述關鍵數位感測器周圍的半圖塊寬度半徑內的多個潛在熱點以及指示相關聯的所述多個周邊數位感測器之間的關係的經排序計數器值的關係，判定所述積體電路組件的所述區域內的所述多個潛在熱點的子集。
  2. 如請求項1所述的數位感測器網路，其中所述感測器網路控制單元包括關鍵數位感測器資料選擇單元，所述關鍵數位感測器資料選擇單元經組態以：比較所述多個計數器值；將所述多個計數器值的比較的計數器值識別為關鍵計數器 值；以及識別與所述關鍵計數器值相關聯的關鍵數位感測器。
  3. 如請求項1所述的數位感測器網路，其中所述感測器網路控制單元包括圖塊資料選擇單元，所述圖塊資料選擇單元經組態以：識別與關鍵數位感測器相關聯的關鍵圖塊，其中所述關鍵圖塊包括第一組所述多個數位感測器，其中所述關鍵數位感測器作為由多個周邊數位感測器包圍的中心數位感測器；以及識別所述多個周邊數位感測器。
  4. 如請求項1所述的數位感測器網路，其中所述算術單元經進一步組態以：判定包含所述多個潛在熱點的所述子集中的每一潛在熱點處的環境條件的多個環境條件；以及自所述多個環境條件中識別最極端環境條件，其中識別所述積體電路組件的所述區域內的所述熱點包括將所述熱點識別為具有所述最極端環境條件的潛在熱點。
  5. 一種數位感測器網路，包括：多個數位感測器，分佈於積體電路的積體電路組件的區域內，其中所述多個數位感測器中的每一者包含經由第一通信電路電連接的多個組件，包含：環式振盪器，經組態以輸出振盪的環式振盪器訊號；高速計數器，經組態以輸出計數器值訊號，所述計數器值訊號表示所述振盪的環式振盪器訊號的計數器值；以及計數器儲存裝置，經組態以： 儲存所述計數器值；以及輸出表示所儲存的所述計數器值的感測器輸出訊號；以及感測器網路控制單元，經由第二通信電路通信地連接至所述多個數位感測器，其中所述感測器網路控制單元經組態以：接收多個感測器輸出訊號，所述多個感測器輸出訊號包含來自所述多個數位感測器中的每一者的所述感測器輸出訊號；以及識別所述積體電路組件的所述區域內的熱點。
  6. 如請求項5所述的數位感測器網路，其中：所述環式振盪器經進一步組態以回應於接收觸發訊號的第一邊緣而振盪環式振盪器訊號；所述多個數位感測器中的每一者包含經由所述第一通信電路電連接的所述多個組件，進一步包含儲存訊號同步器，所述儲存訊號同步器經組態以：接收所述觸發訊號；接收所述環式振盪器訊號；以及回應於接收所述觸發訊號的第二邊緣及所述環式振盪器訊號的邊緣而輸出清除計數器訊號；以及所述計數器儲存裝置經進一步組態以接收所述清除計數器訊號，其中輸出所述感測器輸出訊號包括回應於接收所述清除計數器訊號而輸出所述感測器輸出訊號。
  7. 如請求項5所述的數位感測器網路，其中分佈於所述積體電路的所述積體電路組件的所述區域內的所述多個數位感 測器分佈於圖塊圖案中，其中所述圖塊圖案的第一圖塊包含所述多個數位感測器的子集，且其中所述第一圖塊的第一周邊數位感測器及第二周邊數位感測器相隔開第一距離，且第一中心數位感測器與所述第一周邊數位感測器及所述第二周邊數位感測器中的每一者相隔開第二距離，所述第二距離至多為所述第一距離的一部分。
  8. 一種用於識別及映射在積體電路的積體電路組件的區域內具有多個數位感測器的數位感測器網路中的多個熱點的方法，包括：接收多個計數器值，所述多個計數器值包含來自所述積體電路組件的所述區域內的所述多個數位感測器中的每一者的計數器值；對與包圍關鍵圖塊的關鍵數位感測器的所述關鍵圖塊的多個周邊數位感測器相關聯的所述多個計數器值中的計數器值進行排序；基於所述關鍵數位感測器周圍的半圖塊寬度半徑內的多個潛在熱點以及指示相關聯的所述多個周邊數位感測器之間的關係的經排序計數器值的關係，判定所述積體電路組件的所述區域內的所述多個潛在熱點的子集；以及自所述多個潛在熱點的所述子集識別所述積體電路組件的所述區域內的熱點。
  9. 如請求項8所述的方法，進一步包括：比較所述多個計數器值；將所述多個計數器值的比較的計數器值識別為關鍵計數器 值；識別與所述關鍵計數器值相關聯的所述關鍵數位感測器；識別與所述關鍵數位感測器相關聯的所述關鍵圖塊，其中所述關鍵圖塊包括第一組所述多個數位感測器，其中所述關鍵數位感測器作為中心數位感測器；以及使用所述熱點在所述關鍵圖塊中的位置及所述關鍵圖塊在所述積體電路中的位置來映射所述熱點至所述積體電路中的位置。
  10. 如請求項8所述的方法，進一步包括：識別與所述關鍵數位感測器相關聯的所述關鍵圖塊，其中所述關鍵圖塊包括第一組所述多個數位感測器，其中所述關鍵數位感測器作為由所述多個周邊數位感測器包圍的中心數位感測器；識別所述多個周邊數位感測器；以及使用所述多個周邊數位感測器中的周邊數位感測器的位置來映射所述熱點至所述熱點在所述關鍵圖塊中的位置，其中所述周邊數位感測器與所述經排序計數器值的頂部經排序計數器值相關聯。
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