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富士通研開(kāi)發(fā)出以低成本實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)LSI內(nèi)電源變化的技術(shù)
富士通研究所在A-R-Tec（Analog and RF Technologies）的協(xié)助下，開(kāi)發(fā)出了用于監(jiān)測(cè)LSI內(nèi)電源變化的新技術(shù)。其特征是能夠以低于傳統(tǒng)方法的成本，實(shí)時(shí)地對(duì)電源變化進(jìn)行監(jiān)測(cè)。
富士通研試制了使用該技術(shù)的芯片，并在正于舊金山舉辦的“ISSCC（International Solid State Circuits Conference）2007”上進(jìn)行了發(fā)表。其中，作為檢測(cè)器的電源電壓變化傳感器由A-R-Tec設(shè)計(jì)，用于實(shí)現(xiàn)上述檢測(cè)方法的芯片架構(gòu)和電路由富士通研負(fù)責(zé)設(shè)計(jì)。
富士通研表示，最初使用的LSI內(nèi)電源電壓變化檢測(cè)方法是等效采樣法。這種方法適用于周期性電壓變化，能夠有周期性地按照一定間隔進(jìn)行采樣，重現(xiàn)電壓變化波形。采用該方法的好處是能夠縮小檢測(cè)器和取出數(shù)據(jù)所需的帶寬，但也存在缺點(diǎn)——被測(cè)波形必須具有周期性。由于LSI實(shí)際工作時(shí)的電壓變化并不存在周期性，該方法無(wú)法使用。
因此，富士通研建議采用對(duì)LSI實(shí)際工作時(shí)的電壓變化波形進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)的“實(shí)時(shí)采樣法”。但是，采用該方法必須進(jìn)行高速采樣，需要大面積的檢測(cè)器和大帶寬數(shù)據(jù)通信，會(huì)提升在LSI上安裝的成本，采用的難度很大。
此次，富士通研以在LSI中實(shí)際應(yīng)用為重點(diǎn)。著眼于LSI電壓變化的以下兩個(gè)性質(zhì)，研究出了相應(yīng)的新實(shí)時(shí)采樣方法：（1）峰值低于電壓下限時(shí)的問(wèn)題最大、（2）峰值的發(fā)生頻率較低。
新方法在檢測(cè)出電壓變化峰值水平后，只對(duì)峰值附近的電壓和發(fā)生時(shí)間進(jìn)行分析。檢測(cè)具體分為兩步。第一步，通過(guò)直方圖統(tǒng)計(jì)電壓偏差。第二步，從直方圖上確定必須檢測(cè)的范圍，只在較小的范圍內(nèi)測(cè)定電壓變化的峰值及其發(fā)生時(shí)間。
通過(guò)限定檢測(cè)范圍，能夠丟棄多余的數(shù)據(jù)，在實(shí)現(xiàn)檢測(cè)器小型化的同時(shí)縮小與外部數(shù)據(jù)通信的帶寬。因此，能夠省空間、低成本地在LSI上安裝。與使用傳統(tǒng)方法時(shí)相比，試制芯片成功地將電壓檢測(cè)所需檢測(cè)器的面積縮小至14%、數(shù)據(jù)量減少到了萬(wàn)分之一。
富士通研試制了使用該技術(shù)的芯片，并在正于舊金山舉辦的“ISSCC（International Solid State Circuits Conference）2007”上進(jìn)行了發(fā)表。其中，作為檢測(cè)器的電源電壓變化傳感器由A-R-Tec設(shè)計(jì)，用于實(shí)現(xiàn)上述檢測(cè)方法的芯片架構(gòu)和電路由富士通研負(fù)責(zé)設(shè)計(jì)。
富士通研表示，最初使用的LSI內(nèi)電源電壓變化檢測(cè)方法是等效采樣法。這種方法適用于周期性電壓變化，能夠有周期性地按照一定間隔進(jìn)行采樣，重現(xiàn)電壓變化波形。采用該方法的好處是能夠縮小檢測(cè)器和取出數(shù)據(jù)所需的帶寬，但也存在缺點(diǎn)——被測(cè)波形必須具有周期性。由于LSI實(shí)際工作時(shí)的電壓變化并不存在周期性，該方法無(wú)法使用。
因此，富士通研建議采用對(duì)LSI實(shí)際工作時(shí)的電壓變化波形進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)的“實(shí)時(shí)采樣法”。但是，采用該方法必須進(jìn)行高速采樣，需要大面積的檢測(cè)器和大帶寬數(shù)據(jù)通信，會(huì)提升在LSI上安裝的成本，采用的難度很大。
此次，富士通研以在LSI中實(shí)際應(yīng)用為重點(diǎn)。著眼于LSI電壓變化的以下兩個(gè)性質(zhì)，研究出了相應(yīng)的新實(shí)時(shí)采樣方法：（1）峰值低于電壓下限時(shí)的問(wèn)題最大、（2）峰值的發(fā)生頻率較低。
新方法在檢測(cè)出電壓變化峰值水平后，只對(duì)峰值附近的電壓和發(fā)生時(shí)間進(jìn)行分析。檢測(cè)具體分為兩步。第一步，通過(guò)直方圖統(tǒng)計(jì)電壓偏差。第二步，從直方圖上確定必須檢測(cè)的范圍，只在較小的范圍內(nèi)測(cè)定電壓變化的峰值及其發(fā)生時(shí)間。
通過(guò)限定檢測(cè)范圍，能夠丟棄多余的數(shù)據(jù)，在實(shí)現(xiàn)檢測(cè)器小型化的同時(shí)縮小與外部數(shù)據(jù)通信的帶寬。因此，能夠省空間、低成本地在LSI上安裝。與使用傳統(tǒng)方法時(shí)相比，試制芯片成功地將電壓檢測(cè)所需檢測(cè)器的面積縮小至14%、數(shù)據(jù)量減少到了萬(wàn)分之一。
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編輯：news
來(lái)源：日經(jīng)BP社
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http:m.mangadaku.com/news/2007-2/2007224204740.html
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