富士通研开发出以低成本实时监测LSI内电源变化的技术
2007-02-24 15:07:21
来源：半导体器件应用网
图：利用90nm工艺试制的芯片
富士通研究所在A-R-Tec（Analog and RF Technologies）的协助下，开发出了用于监测LSI内电源变化的新技术。其特征是能够以低于传统方法的成本，实时地对电源变化进行监测。
富士通研试制了使用该技术的芯片，并在正于旧金山举办的“ISSCC（International Solid State Circuits Conference）2007”上进行了发表。其中，作为检测器的电源电压变化传感器由A-R-Tec设计，用于实现上述检测方法的芯片架构和电路由富士通研负责设计。
富士通研表示，最初使用的LSI内电源电压变化检测方法是等效采样法。这种方法适用于周期性电压变化，能够有周期性地按照一定间隔进行采样，重现电压变化波形。采用该方法的好处是能够缩小检测器和取出数据所需的带宽，但也存在缺点——被测波形必须具有周期性。由于LSI实际工作时的电压变化并不存在周期性，该方法无法使用。
因此，富士通研建议采用对LSI实际工作时的电压变化波形进行实时监测的“实时采样法”。但是，采用该方法必须进行高速采样，需要大面积的检测器和大带宽数据通信，会提升在LSI上安装的成本，采用的难度很大。
此次，富士通研以在LSI中实际应用为重点。着眼于LSI电压变化的以下两个性质，研究出了相应的新实时采样方法：（1）峰值低于电压下限时的问题最大、（2）峰值的发生频率较低。
新方法在检测出电压变化峰值水平后，只对峰值附近的电压和发生时间进行分析。检测具体分为两步。第一步，通过直方图统计电压偏差。第二步，从直方图上确定必须检测的范围，只在较小的范围内测定电压变化的峰值及其发生时间。
通过限定检测范围，能够丢弃多余的数据，在实现检测器小型化的同时缩小与外部数据通信的带宽。因此，能够省空间、低成本地在LSI上安装。与使用传统方法时相比，试制芯片成功地将电压检测所需检测器的面积缩小至14%、数据量减少到了万分之一。
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