(57)【要約】  集積回路は、経年変化センサで経年変化を測定することにより回路の経年変化に対して動的に補償する。経年変化センサは、経年変化した及び経年変化していない両方の条件において回路の速度を図るために同じ回路を使用する。例示的な経年変化センサは、２つのディレイラインを含む。ディレイラインは、静的な経年変化状態にあるように制御され、あるいは、ディレイラインは、経年変化によって周波数が遅くされた経年変化した状態において、又は経年変化によって周波数が遅くされない経年変化していない状態において、動作できるリングオッシレータを形成するために結合される。集積回路は、動的な電圧及び周波数調整のために経年変化の測定を使用する。動的な電圧及び周波数調整は、経年変化の測定に基づいて周期的に更新される動作周波数及び対応する電圧のテーブルを使用する。集積回路は、テーブルを更新するために、経年変化の測定と回路性能との間の関係についての情報を使用する。
2017517873.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
集積回路の経年変化を感知するための回路であって、前記回路は下記を備える、
第１の入力と第１の出力とを有する第１のディレイチェーンと、
第２の入力と第２の出力とを有する第２のディレイチェーンと、
前記第１のディレイチェーンと前記第２のディレイチェーンとを、経年変化している状態、経年変化した発振状態、又は経年変化していない発振状態におくように構成された制御モジュール。
【請求項２】
請求項１に記載の回路であって、前記第１のディレイチェーンは、前記第１の入力と前記第１の出力との間に結合された遅延要素の第１のチェーンを含み、前記第２のディレイチェーンは、前記第２の入力と前記第２の出力との間に結合された遅延要素の第２のチェーンを含む、前記回路。
【請求項３】
請求項２に記載の回路であって、前記遅延要素の各々はインバータを含む、前記回路。
【請求項４】
請求項３に記載の回路であって、各々のインバータは、直列の複数のｐチャネルトランジスタ、及び直列の複数のｎチャネルトランジスタを含む、前記回路。
【請求項５】
請求項１に記載の回路であって、前記経年変化している状態は、前記第１のディレイチェーンと前記第２のディレイチェーンとに動作電圧を供給することを含む、前記回路。
【請求項６】
請求項５に記載の回路であって、前記経年変化している状態は、前記第１の入力に第１の論理値を、前期第２の入力に第２の論理値を供給することをさらに含み、ここにおいて、前記第１の論理値は、前記第２の論理値の相補的なものである、前記回路。
【請求項７】
請求項６に記載の回路であって、前記経年変化した発振状態は、経年変化によって遅くされた周波数で発振するように、前記第１のディレイチェーンと前記第２のディレイチェーンを結合することを含む、前記回路。
【請求項８】
請求項７に記載の回路であって、前記経年変化していない発振状態は、経年変化によって遅くされていない周波数で発振するように、前記第１のディレイチェーンと前記第２のディレイチェーンを結合することを含む、前記回路。
【請求項９】
請求項７に記載の回路であって、前記経年変化した発振状態は、前記第１の出力と第２の出力との間で選択することと、前記選択された信号を前記第１の入力と前記第２の入力とに結合することとを含み、ここにおいて、前記第１の入力が前記第１の論理値に遷移した後に、前記第１の出力が選択され、前記第２の入力が前記第２の論理値に遷移した後に、前記第２の出力が選択される、前記回路。
【請求項１０】
請求項７に記載の回路であって、前記経年変化していない発振状態は、前記第１の出力と第２の出力との間で選択することと、前記選択された信号を前記第１の入力と前記第２の入力とに結合することとを含み、ここにおいて、前記第１の入力が前記第２の論理値に遷移した後に、前記第１の出力が選択され、前記第２の入力が前記第１の論理値に遷移した後に、前記第２の出力が選択される、前記回路。
【請求項１１】
集積回路の経年変化除去のための方法であって、前記方法は下記を備える、
安全な電圧及び周波数で前記集積回路の動作を初期化することと、
複数の動作周波数に関する目標性能センサの測定値を含む係数テーブルにおける初期値を使用して、前記集積回路の動的な電圧及び周波数の調整を可能にすることと、
前記集積回路の経年変化を感知することと、
前記感知された経年変化に基づいて前記係数テーブルを更新することと、
前記更新された係数テーブルを使用して動的な電圧及び周波数の調整を継続すること。
【請求項１２】
請求項１１に記載の方法であって、前記集積回路の経年変化を感知することは、経年変化によって遅くされたリングオッシレータの周波数を測定することと、経年変化によって遅くされない前記リングオッシレータの周波数を測定することとを含む、前記方法。
【請求項１３】
請求項１１に記載の方法であって、前記感知された経年変化に基づいて前記係数テーブルを更新することは、経年変化ガードバンドを決定するために、前記感知された経年変化に、センサの経年変化と動作回路の経年変化との間の関係を示す経年変化調整レシオと、前記動作回路の最大動作周波数と電圧との間の関係を示す周波数対電圧調整ファクタとを乗じることを含む、前記方法。
【請求項１４】
請求項１３に記載の方法であって、前記感知された経年変化に基づいて前記係数テーブルを更新することは、経年変化によるセンサの発振周波数におけるパーセンテージの変化として表現される前記感知された経年変化を使用する、前記方法。
【請求項１５】
請求項１４に記載の方法であって、前記集積回路の経年変化を感知することは、複数の経年変化センサを測定することを含み、経年変化によるセンサの発振周波数における前記パーセンテージの変化は、前記複数の経年変化センサの測定におけるシステマティックなランダムばらつきを示す経年変化誤差分布を含む、前記方法。
【請求項１６】
請求項１３に記載の方法であって、前記感知された経年変化に基づいて前記係数テーブルを更新することは、供給電圧と性能センサの測定との間の関係を使用して、前記経年変化ガードバンドを前記係数テーブルの中の値に関連付けることをさらに含む、前記方法。
【請求項１７】
請求項１１に記載の方法は、さらに下記を備える、
前記集積回路の経年変化を周期的に感知することと、
前記周期的に感知された経年変化に基づいて前記係数テーブルをさらに更新することと、
前記さらに更新された係数テーブルを使用して動的な電圧及び周波数の調整を継続すること。
【請求項１８】
請求項１１に記載の方法であって、前記安全な電圧及び周波数は、ワーストケースの経年変化に対する前記集積回路の信頼できる動作を可能にする、前記方法。
【請求項１９】
集積回路であって、前記集積回路は下記を備える、
前記集積回路において回路要素の経年変化を感知するように構成される経年変化センサ、ここにおいて、前記経年変化センサは、経年変化した及び経年変化していない両方の条件において回路の速度を測定するために前記同じ回路を使用する、と、
前記集積回路において使用される供給電圧を制御するように構成されたコア電力低減制御モジュール、ここにおいて、前記供給電圧は、前記経年変化センサによって感知される経年変化に少なくとも部分的に基づく。
【請求項２０】
請求項１９に記載の集積回路であって、前記経年変化センサが、
第１の入力と第１の出力とを有する第１のディレイチェーンと、
第２の入力と第２の出力とを有する第２のディレイチェーンと、
前記第１のディレイチェーンと前記第２のディレイチェーンとを、経年変化している状態、経年変化した発振状態、又は経年変化していない発振状態におくように構成される制御モジュールと、
を備える、前記集積回路。
【請求項２１】
請求項２０に記載の集積回路であって、
前記経年変化している状態は、前記第１のディレイチェーンと前記第２のディレイチェーンとに動作電圧を供給することと、前記第１の入力に第１の論理値を、前期第２の入力に第２の論理値を供給すること、ここにおいて、前記第１の論理値は、前記第２の論理値の相補的なものである、とを含み、
前記経年変化した発振状態は、経年変化によって遅くされた周波数で発振するように、前記第１のディレイチェーンと前記第２のディレイチェーンを結合することを含み、
前記経年変化していない発振状態は、経年変化によって遅くされていない周波数で発振するように、前記第１のディレイチェーンと前記第２のディレイチェーンを結合することを含む、
前記集積回路。
【請求項２２】
請求項１９に記載の集積回路であって、前記コア電力低減制御モジュールが、
安全な電圧及び周波数で前記集積回路の動作を初期化し、
複数の動作周波数に関する目標性能センサの測定値を含む係数テーブルにおける初期値を使用して、前記集積回路の動的な電圧及び周波数の調整を可能にし、
前記経年変化センサを使用して前記集積回路の経年変化を感知し、
前記感知された経年変化に基づいて前記係数テーブルを更新し、
前記更新された係数テーブルを使用して動的な電圧及び周波数の調整を継続する、
ようにさらに構成される、前記集積回路。
【請求項２３】
請求項２２に記載の集積回路であって、前記コア電力低減制御モジュールは、経年変化ガードバンドを決定するために、前記感知された経年変化に、センサの経年変化と動作回路の経年変化との間の関係を示す経年変化調整レシオと、前記動作回路の最大動作周波数と電圧との間の関係を示す周波数対電圧調整ファクタとを乗じることによって、前記感知された経年変化に基づいて前記係数テーブルを更新するように構成される、前記集積回路。
【請求項２４】
請求項２３に記載の集積回路であって、前記感知された経年変化に基づいて前記係数テーブルを更新することは、経年変化によるセンサの発振周波数におけるパーセンテージの変化として表現される前記感知された経年変化を使用し、ここにおいて、前記集積回路の経年変化を感知することは、複数の経年変化センサを測定することを含み、経年変化によるセンサの発振周波数における前記パーセンテージの変化は、前記複数の経年変化センサの測定におけるシステマティックなランダムばらつきを示す経年変化誤差分布を含む、前記集積回路。
【請求項２５】
集積回路であって、前記集積回路は下記を備える、
経年変化した及び経年変化していない両方の条件において回路の速度を測定するために前記同じ回路を使用して前記集積回路において回路要素の経年変化を感知するための手段と、
前記集積回路において使用される供給電圧を制御するように構成された前記集積回路の経年変化除去のための手段、ここにおいて、前記供給電圧は、前記集積回路によって感知される経年変化に少なくとも部分的に基づく。
【請求項２６】
請求項２５に記載の集積回路であって、経年変化を感知するための前記手段が、
第１の入力と第１の出力とを有する第１のディレイチェーンと、
第２の入力と第２の出力とを有する第２のディレイチェーンと、
前記第１のディレイチェーンと前記第２のディレイチェーンとを、経年変化している状態、経年変化した発振状態、又は経年変化していない発振状態におくように構成される制御モジュールと、
を備える、前記集積回路。
【請求項２７】
請求項２６に記載の集積回路であって、
前記経年変化している状態は、前記第１のディレイチェーンと前記第２のディレイチェーンとに動作電圧を供給することと、前記第１の入力に第１の論理値を、前期第２の入力に第２の論理値を供給すること、ここにおいて、前記第１の論理値は、前記第２の論理値の相補的なものである、とを含み、
前記経年変化した発振状態は、経年変化によって遅くされた周波数で発振するように、前記第１のディレイチェーンと前記第２のディレイチェーンを結合することを含み、
前記経年変化していない発振状態は、経年変化によって遅くされていない周波数で発振するように、前記第１のディレイチェーンと前記第２のディレイチェーンを結合することを含む、
前記集積回路。
【請求項２８】
請求項２５に記載の集積回路であって、経年変化除去のための前記手段が、
安全な電圧及び周波数で前記集積回路の動作を初期化し、
複数の動作周波数に関する目標性能センサの測定値を含む係数テーブルにおける初期値を使用して、前記集積回路の動的な電圧及び周波数の調整を可能にし、
経年変化を感知するための前記手段を使用して前記集積回路の経年変化を感知し、
前記感知された経年変化に基づいて前記係数テーブルを更新し、
前記更新された係数テーブルを使用して動的な電圧及び周波数の調整を継続する、
ようにさらに構成される、前記集積回路。
【請求項２９】
請求項２８に記載の集積回路であって、経年変化除去のための前記手段は、経年変化ガードバンドを決定するために、前記感知された経年変化に、センサの経年変化と動作回路の経年変化との間の関係を示す経年変化調整レシオと、前記動作回路の最大動作周波数と電圧との間の関係を示す周波数対電圧調整ファクタとを乗じることによって、前記感知された経年変化に基づいて前記係数テーブルを更新するように構成される、前記集積回路。
【請求項３０】
請求項２９に記載の集積回路であって、前記感知された経年変化に基づいて前記係数テーブルを更新することは、経年変化によるセンサの発振周波数におけるパーセンテージの変化として表現される、前記感知された経年変化を使用し、ここにおいて、前記集積回路の経年変化を感知することは、前記複数の経年変化センサを測定することを含み、経年変化によるセンサの発振周波数における前記パーセンテージの変化は、複数の経年変化センサの測定におけるシステマティックなランダムばらつきを示す経年変化誤差分布を含む、前記集積回路。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
[0001]本願発明は集積回路に関する、さらに詳細には、集積回路の性能の経年変化を動的に除去するための方法及びシステムに関する。
【背景技術】
【０００２】
[0002]集積回路はますます複雑に発展してきた。性能と電力と間のトレードオフを改善するために、集積回路は、異なる時間で異なる周波数及び異なる電圧で動作し得る。例えば、集積回路は、高性能モード及び低電力モードを含む様々な周波数−電圧モードにおいて動作し得る。高性能モードは、高いクロック周波数及び高い供給電源を使用し、従って高性能を与えるが、また、高い電力消費を有する。低電力モードは、低いクロック周波数及び低い供給電圧を使用し、従って低い電力消費を与えるが、また、低い性能を有する。加えて、集積回路の内部の様々なブロックは、異なった周波数及び異なった電圧で動作しうる。
【０００３】
[0003]与えられたクロック周波数をまかなう特定の供給電圧は、様々な条件に基づいて変化することができる。例えば、製造ばらつきによって、同じ設計に従って製造された異なる集積回路が、電圧と周波数との間で異なった関係を有する結果となり得る。加えて、集積回路内の回路の特性におけるばらつきによって、集積回路の異なった区分が、電圧と周波数との間で異なった関係を有する結果となり得る。温度もまた、電圧と周波数との間の関係に影響を及ぼす。さらに、集積回路の中の様々なモジュールの動作に依存して変化する供給電圧の降下も存在し得る。適応型電圧制御（ＡＶＳ）は、集積回路の感知された性能測定量に基づいて供給電圧を制御するために使用されることができる。
【０００４】
[0004]デバイスの経年変化は、とりわけナノメータ・テクノロジにおいて、集積回路の電気的パラメータにおける変化をもたらす。例えば、トランジスタのしきい値電圧は、正バイアス温度不安定性（ＰＢＴＩ）及び負バイアス温度不安定性（ＮＢＴＩ）のような効果によって増加され得る。回路は、一般に経年変化に伴いより遅く動作する。これは、さらに、供給電圧とクロック周波数との間の関係に影響を及ぼす。経年変化の速さ及び量は、集積回路の利用で変化し得る。例えば、携帯電話は、ユーザーが一日中、テキスト、電話をかける、ストリーミングビデオ、そしてゲームをすること、のような複数のタスクのために電話を利用しているときは、一日のほとんどが待機にある電話のユーザーと比較して、より経年変化し得る。
【０００５】
[0005]事前の経年変化補償スキームは、デバイスの経年変化の影響を事前に推定する。次に、ワースト・コーナーのシナリオに基づいて、経年変化の影響のまるまる全部が、デバイスの期待される動作寿命の終わり近くに現れるとして、デバイスがその設計要求を満たすような、大きなガードバンドを含めることによって、デバイスの経年変化の影響が説明される。これは、保守的な設計となり、著しい性能の損失となり得る。
【発明の概要】
【０００６】
[0006]一態様では、集積回路の経年変化を感知するための回路が与えられる。回路は、第１の入力と第１の出力とを有する第１のディレイチェーン（delay chain）と、第２の入力と第２の出力とを有する第２のディレイチェーンと、及び、第１のディレイチェーンと第２のディレイチェーンとを経年変化している状態、経年変化した発振状態、又は経年変化していない発振状態におくように構成された制御モジュールと、を含む。
【０００７】
[0007]一態様では、集積回路の経年変化除去のための方法が与えられる。方法は、安全な電圧及び周波数で集積回路の動作を初期化することと、複数の動作周波数のための目標性能センサの測定値を含む係数テーブルにおける初期値を使用して集積回路の動的な電圧及び周波数の調整を可能にすることと、集積回路の経年変化を感知することと、感知された経年変化に基づいて係数テーブルを更新することと、更新された係数テーブルを使用して動的な電圧及び周波数の調整を継続することと、を含む。
【０００８】
[0008]一態様では、集積回路の中の回路要素の経年変化を感知するように構成された経年変化センサ、ここにおいて、経年変化センサは、経年変化した及び経年変化していない両方の条件において回路の速度を測定するために同じ回路を使用する、と、及び、集積回路の中で使用される供給電圧を制御するように構成されたコア電力低減制御モジュール、ここにおいて、供給電圧は、経年変化センサによって感知される経年変化に少なくとも部分的に基づく、と、を含む集積回路が与えられる。
【０００９】
[0009]一態様では、経年変化した及び経年変化していない両方の条件における回路の速度を測定するために同じ回路を使用して集積回路の中の回路要素の経年変化を感知するための手段と、及び、集積回路の中で使用される供給電圧を制御するように構成された、集積回路の経年変化を除去する手段、ここにおいて、供給電圧は、集積回路によって感知された経年変化に少なくとも部分的に基づく、と、を含む集積回路を与える。
【００１０】
[0010]本願発明の他の機能及び利点は、発明の態様を例示として示す以下の説明により明らかになる。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
[0011]本発明の詳細は、その構造及び動作の両方に関して、一部は、同様の参照番号が同様の部分を指す添付図面の検討することで収集される。
【図１】[0012]図１は、本願で開示される実施例に従う動的な経年変化除去を有する電子システムの機能ブロック図である。
【図２】[0013]図２は、本願で開示される実施例に従う動的な経年変化除去を有する集積回路のレイアウトを示す図である。
【図３】[0014]図３は、本願で開示される実施例に従う性能センサの機能ブロック図である。
【図４】[0015]図４は、本願で開示される実施例に従う経年変化センサの概略図である。
【図５】[0016]図５、本願で開示される実施例に従う遅延要素の概略図である。
【図６】[0017]図６は、本願で開示される実施例に従う経年変化センサ制御モジュールの概略図である。
【図７】[0018]図７は、図４の経年変化センサの動作を示す波形の概略図である。
【図８】図８は、図４の経年変化センサの動作を示す波形の概略図である。
【図９】[0019]図９は、本願で開示される実施例に従う動的な経年変化除去のための処理のフローチャートである。
【発明の詳細な説明】
【００１２】
[0020]添付された図面に関連して以下に記載の詳細な説明は、様々な構成の説明として意図されるものであり、本明細書において説明される概念が実施されうる唯一の構成を表すように意図されるものではない。詳細な説明は、様々な概念の完全な理解を提供する目的のために具体的な詳細を含む。しかしながら、これらの概念がこれらの特定の詳細なしに実施されうることは当業者にとって明らかであろう。いくつかの例において、そのような概念をあいまいにすることを避けるために、よく知られた構造及びコンポーネントがブロック図形式で示される。
【００１３】
[0021]図１は、本願で開示される実施例に従う動的な経年変化除去を有する電子システムの機能ブロック図である。システムは、１つ又は複数の集積回路を使用して実施され得る。システムは、例えば、携帯電話において使用され得る。
【００１４】
[0022]システムは、システムのための動作機能を遂行する様々なモジュールを含む。動作という用語は、電子システムの主要な効用を与えるとみなされ得る機能を、補助的と見なされ得る機能から区別するために用いられる。図１に示される例示的なシステムは、プロセッサモジュール１２０、画像処理ユニット（ＧＰＵ）１３０、モデムモジュール１４０、及びコアモジュール１５０を含む。プロセッサモジュール１２０は、一般的なプログラム可能な機能を与えることができ、画像処理ユニット１３０は、画像の機能を与えることができ、モデムモジュール１４０は、通信機能、例えば、ロングタームエボリュージョン（ＬＴＥ（登録商標））又は符号分割多元接続（ＣＤＭＡ）プロトコルに従う無線通信、を与えることができ、及び、コアモジュール１５０は、他のモジュールによって与えられない様々な機能を与えることができる。
【００１５】
[0023]クロック生成モジュール１１３は、参照クロック入力を受信し、他のモジュールに１つ又は複数のクロック信号を供給する。クロック生成モジュール１１３は、様々な周波数でクロック信号を供給するために、フェーズロックループ及び分周器を含み得る。クロック生成モジュール１１３は、コア電力低減（ＣＰＲ）制御モジュール１１１によって制御される周波数で他のモジュールにクロックを供給する。クロック生成モジュール１１３の全ての又は部分の機能は、クロック信号を使用する様々なモジュールの中に置かれ得る。
【００１６】
[0024]電力管理集積回路（ＰＭＩＣ）１１５は、システムの中の他のモジュールに１つ又は複数の電圧を供給する。ＰＭＩＣ１１５は、スイッチング電圧レギュレータ及び低ドロップアウト・レギュレータを含み得る。ＰＭＩＣ１１５は、分離した集積回路であり得る。ＰＭＩＣ１１５によって供給される電圧は、また、コア電力低減制御モジュール１１１によって制御される。システムのモジュールは、１つの電圧供給又は複数の電圧供給を有し得、複数のモジュールは、共通の電圧供給で動作し得る。
【００１７】
[0025]プロセッサモジュール１２０、画像処理ユニット１３０、モデムモジュール１４０、及びコアモジュール１５０は、性能センサを含み得る。図１の例示的なシステムにおいて、プロセッサモジュール１２０は、２つの性能センサ１２１、１２２を含み、画像処理ユニット１３０は、性能センサ１３１を含み、モデムモジュール１４０は、性能センサ１４１を含み、及び、コアモジュール１５０は、２つの性能センサ１５１、１５２を含む。性能センサの各々は回路の速度を測定するための回路要素を含む。例えば、性能センサは、リングオッシレータの発振を数え得る。各々の性能センサは、また、経年変化センサを含み得る。経年変化センサは、回路の性能に関する経年変化の影響を測定する。性能センサは、センサ中の回路要素の性能の特性を測定する。集積回路の中の回路要素の性能は、位置、温度、電圧降下、及び他のパラメータで変化するが、性能センサによって測定された性能は、性能センサの近くの同様な回路要素の性能を推定するために使用することができる。経年変化センサは、実施例において、経年変化した、及び経年変化していない両方の条件において回路の速度を測定するために同じ回路を使用する。
【００１８】
[0026]コア電力低減制御モジュール１１１は、システムの中のモジュールによって使用されるクロック周波数及び供給電圧を制御する。コア電力低減制御モジュール１１１は、例えば、プロセッサモジュール１２０によって選択された動作モードに基づいて、周波数及び電圧を制御しうる。１つの実施例において、プロセッサは、動作周波数を選択し、コア電力低減制御モジュール１１１は、供給電圧を決定する。コア電力低減制御モジュール１１１は、対応するモジュールの中の性能センサからの性能測定に基づいて、及び経年変化センサからの経年変化に基づいて供給電力を決定することができる。コア電力低減制御モジュール１１１は、選択された動作周波数のために必要とされる最小電圧と同じ又はわずかに超える（例えば１０ｍＶ）ように、供給電圧を決定し得る。他の実施例において、コア電力低減制御モジュール１１１は、ただ、クロック周波数を制御し得る。システムは、代替として又は加えて、性能に影響を与える基板電圧のような、他のパラメータを制御し得る。コア電力低減制御モジュール１１１の例示的な機能は、図９で示される処理を参照してさらに説明される。
【００１９】
[0027]動的な経年変化除去を含まない従来のシステムは、供給電圧を、ガードバンドの量によって必要とされる最小電圧をかなり超える値に設定する。ガードバンドの量（例えば、１００ｍＶ）は、数ある中で、経年変化の影響（任意の所与の時間での大きさは知られていない）を補うために使用される。従来のシステムにおいて、経年変化のためのガードバンドの量は、固定され、全く経年変化が発生していないシステムの動作の始めにおいてさえ適用される。ガードバンドは、クロック周波数のような、他のパラメータでも使用されてきた。本開示で説明される経年変化除去システム及び方法は、ガードバンドに関する性能の損失を見積もり又は低減する。
【００２０】
[0028]図２は、本願で開示される実施例に従う動的な経年変化除去を有する集積回路のレイアウトを示す概略図である。集積回路は、図１の電子システムを実施するために使用され得る。集積回路は、例えば、相補型金属酸化膜半導体（ＣＭＯＳ）を使用して製造され得る。
【００２１】
[0029]図２の集積回路は、集積回路の縁に沿っておかれた４つの外周ブロック２１０（２１０ａ、２１０ｂ、２１０ｃ、及び２１０ｄ）を含む。集積回路は、集積回路内部の大きなブロックである、プロセッサモジュール２２０、画像処理モジュール２３０、及びモデムモジュール２４０を含む。図１のシステムにおいてコアモジュール１５０によって与えられる機能のような、集積回路の他の機能は、集積回路の残りの領域２５０の全体に散らばり得る。図１のコア電力低減制御モジュール１１１は、また、集積回路の残りの領域２５０の中に実装され得る。
【００２２】
[0030]集積回路は、また、集積回路の領域全体に間隔を空けて置かれる性能センサ２６１を含み得る。図２は、２０個の性能センサを示すが、集積回路の実装は、数百の性能センサを含み得る。性能センサは、例えば、コア電力低減制御モジュール１１１に直列に接続され得、又はバスによって接続され得る。
【００２３】
[0031]図３は、本願で開示される実施例に従う性能センサの機能ブロック図である。性能センサは、図１の性能センサ１２１、１２２、１３１、１４１、１５１、１５２、及び図２の性能センサ２６１を実装するために使用され得る。
【００２４】
[0032]図３の性能センサは、複数のＰＶＴセンサ３１１−３１９を含む。ＰＶＴセンサ３１１−３１９の各々は、例えば、周波数が回路の性能を表す出力を作成するためのリングオッシレータを動作させることによって、回路の性能を測定する。ＰＶＴセンサ３１１−３１９の異なるセンサは、回路の異なるタイプ、例えば、トランジスタの異なるタイプを有する回路、の性能を測定し得る。ＰＶＴという名称は、プロセス（process）、電圧（voltage）、温度（temperature）を示し、これらは、回路性能に主要な影響を及ぼす。
【００２５】
[0033]性能センサは、経年変化センサ３３０を含む。経年変化センサ３３０は、回路の経年変化の影響を測定することができる。経年変化センサ３３０は、経年変化している状態、経年変化した発振状態、又は経年変化していない発振状態にあるように、（例えば、コア電力低減制御モジュール１１１によって）制御されることができるディレイライン（delay line）を含む。１つの例示的な実施例においては、経年変化している状態において、ディレイラインは、静的な電力状態に保たれる。ディレイラインは、経年変化が経年変化センサによって感知されるための回路によって使用されるのと同じ供給電圧で電力供給される。経年変化した発振状態において、ディレイラインは、経年変化した回路要素の遅延に基づく周波数で発振するクロック出力を作成するために結合されている。経年変化していない発振状態において、ディレイラインは、経年変化していない回路要素の遅延に基づく周波数で発振するクロック出力を作成するために結合されている。同じトランジスタが、経年変化した発振状態と経年変化していない発振状態との両方において使用される。
【００２６】
[0034]性能センサは、制御モジュール３２０を含む。制御モジュール３２０は、他のモジュールへの、例えば、感知された性能測定を通信するためにコア電力低減制御モジュール１１１へのインターフェースを与える。制御モジュール３２０は、また、経年変化センサ３３０及びＰＶＴセンサ３１１−３１９の発振を数えるためのカウンタを含み得る。カウンタは、ＰＶＴセンサ３１１−３１９又は経年変化センサ３３０の中のオッシレータの周波数を測定するために、知られた時間間隔にわたって数えることができる。制御モジュール３２０は、ＰＶＴセンサ３１１−３１９が測定を遂行していない場合、ＰＶＴセンサ３１１−３１９への電圧供給を止めさせ得る。経年変化センサ３３０は、しかしながら、経年変化している状態のあいだ電力供給されたままである。
【００２７】
[0035]図４は、本願で開示される実施例に従う経年変化センサの概略図である。経年変化センサは、図４の経年変化センサ３３０を実装し得、それは、図１のシステム及び図２の集積回路において使用されることができる。
【００２８】
[0036]図４の経年変化センサは、第１のディレイチェーン４１１及び第２のディレイチェーン４１２を含む。第１のディレイチェーン４１１は、第１の入力ＡＩＮを受信し、第１の出力Ａ８を作成する。第２のディレイチェーン４１２は、第２の入力ＢＩＮを受信し、第２の出力Ｂ８を作成する。各々のディレイチェーンは、遅延要素のチェーン（第１のディレイチェーン４１１の中の遅延要素４５０−４５８、及び第２のディレイチェーン４１２の中の遅延要素４７０−４７８）を含む。示された実施例において、各々のディレイチェーンは、９個の遅延要素を含み、遅延要素はインバータである。
【００２９】
[0037]経年変化センサは、経年変化センサの機能を制御する経年変化センサ制御モジュール４２５を含む。経年変化センサ制御モジュール４２５は、また、経年変化した回路及び経年変化していない回路の両方の性能を表すことができるクロック出力（ＣＬＫＯＵＴ）を作成する。経年変化センサ制御モジュール４２５は、実行制御入力（ＲＵＮ）を受信する。実行制御入力がロー（low）の場合、経年変化センサは、動いておらず（経年変化している状態）、及びディレイチェーン（ディレイラインとも呼ばれる）は、遅延要素を経年変化させるように特定の状態に保持される。実行制御入力がハイ（high）の場合、ディレイチェーンは、経年変化によって遅くされた周波数のリングオッシレータを形成するように結合され（経年変化した発振状態）、又は経年変化によって遅くされていない周波数のリングオッシレータを形成するように結合される（経年変化していない発振状態）。経年変化した発振状態又は経年変化していない発振状態の選択は、ＭＩＮ／ＭＡＸ制御入力によって制御される。
【００３０】
[0038]図４に示される実施例において、４個のマルチプレクサが、ディレイチェーンを経年変化している状態、経年変化した状態、又は経年変化した状態におくために使用される。図４の経年変化センサにおいて、マルチプレクサは、入力から出力へ反転させる。他の実施例では、非反転マルチプレクサを使用し得る。
【００３１】
[0039]マルチプレクサ４４１は、第１のディレイチェーンの出力（Ａ８）（実行状態の場合）と、静的ロー電圧（実行状態ではない場合）とのいずれかを選択する。マルチプレクサ４６１は、第２のディレイチェーン（実行状態の場合）と、静的ハイ電圧（実行状態ではない場合）とのいずれかを選択する。
【００３２】
[0040]マルチプレクサ４４０は、第１のディレイチェーン４１１の入力（ＡＩＮ）を供給するために、マルチプレクサ４４１の出力（ＡＯＵＴ）と、マルチプレクサ４６１の出力（ＢＯＵＴ）とのいずれかを選択する。マルチプレクサ４６０は、第２のディレイチェーン４１２の入力（ＢＩＮ）を供給するために、マルチプレクサ４４１の出力（ＡＯＵＴ）と、マルチプレクサ４６１の出力（ＢＯＵＴ）とのいずれかを選択する。マルチプレクサ４４０によって遂行される選択は、経年変化センサ制御モジュール４２５によって供給される第１の制御信号（ＩＮＩＴＡ）によって制御され、マルチプレクサ４６０によって遂行される選択は、経年変化センサ制御モジュール４２５によって供給される第２の制御信号（ＩＮＩＴＢ）によって制御される。
【００３３】
[0041]経年変化している状態において、第１のディレイチェーン４１１の入力は、第１の論理値を有し、第２のディレイチェーン４12への入力は、第１の論理値の相補である第２の論理値を有す。図４の実施例において、第１の論理値はハイであり、第２の論理値はローである。
【００３４】
[0042]経年変化している状態において、マルチプレクサ４４１は、ロー電圧入力を選択し、ＡＯＵＴはハイであり、マルチプレクサ４６１は、ハイ電圧を選択し、ＢＯＵＴはローである。経年変化センサ制御モジュール４２５は、第１の制御信号（ＩＮＩＴＡ）をハイになるように作成する。従って、マルチプレクサ４４０は、ＢＯＵＴ（これは、ローである）を選択し、マルチプレクサ出力（ＡＩＮ）は、ハイになる。経年変化センサ制御モジュール４２５は、第２の制御信号（ＩＮＩＴＢ）をローになるように作成する。従って、マルチプレクサ４６０は、ＡＯＵＴ（これは、ハイである）を選択し、マルチプレクサ出力（ＢＩＮ）はローになる。これは、第１のディレイチェーン４１１及び第２のディレイチェーン４１２が、相補的な出力を有する互い違いになった遅延要素を有する相補的な状態に保たれる、という結果になる。詳細には、第１のディレイチェーン４１１において、第１の遅延要素４５０の出力（Ａ０）はローであり、第２の遅延要素４５１の出力（Ａ１）はハイであり、第３の遅延要素４５２の出力（Ａ２）はローであり、ローである第９の遅延要素４５８の出力（Ａ８）まで通して、そのようになる。及び、第２のディレイチェーン４１２において、第１の遅延要素４７０の出力（Ｂ０）はハイであり、第２の遅延要素４７１の出力（Ｂ１）はローであり、第３の遅延要素４７２の出力（Ｂ２）はハイであり、ハイである第９の遅延要素４７８の出力（Ｂ８）まで通して、そのようになる。
【００３５】
[0043]遅延要素上の静的な電圧は、経年変化した状態への遷移が遅くされるように、遅延要素を経年変化させる傾向がある。例えば、第１の遅延要素４５０の出力（Ａ０）が、経年変化のあいだローであったならば、その出力での立ち下り遷移は、経年変化の影響により遅くされることになる。同様に、第２の遅延要素４５１の出力（Ａ１）が、経年変化のあいだハイであったならば、その出力での立ち上がり遷移は、経年変化の影響により遅くされることになる。立ち上がりの及び立ち下がりの遷移は、遅延素子から遅延素子へと交互に起こり、経年変化に影響を受ける遷移もまた、遅延素子から遅延素子へと交互に起こるために、ディレイチェーン全体は、ディレイチェーンへの入力と同じ遷移に関する経年変化によって影響を受ける。第１のディレイチェーン４１１は、その入力での立ち上がり遷移に関して経年変化により遅くされる。同様に、第２のディレイチェーン４１２は、入力での立ち下がり遷移に関して経年変化によって遅くされる。
【００３６】
[0044]経年変化した発振状態において、経年変化センサ制御モジュール４２５は、ディレイチェーンが、第１のディレイチェーンの入力での立ち上り遷移に関する遅延と、第２のディレイチェーンの入力での立ち下がり遷移に関する遅延とを含む周期で発振するように、第１の及び第２の制御信号を制御する。経年変化した発振状態における動作は、図７の波形の概略図において示される。波形の始まりで、実行制御入力ＲＵＮはローであり、ディレイチェーンは、第１のディレイチェーンへの入力（ＡＩＮ）がハイであり、第２のディレイチェーンへの入力（ＢＩＮ）がローである経年変化状態にある。
【００３７】
[0045]時刻７０１で、実行制御入力はハイに切り替わり、ＭＩＮ／ＭＡＸ制御入力は、経年変化センサが経年変化した発振状態に入るように、ハイである。第１の制御信号（ＩＮＩＴＡ）は、マルチプレクサ４４０が切り替わり、及び第１のディレイチェーン４１１への入力（ＡＩＮ）がローに切り替わるように、ハイに切り替わる。第１のディレイチェーン４１１への入力での立ち下がり遷移は、ディレイチェーンを通り、マルチプレクサ４４１を通って、ＡＯＵＴに伝搬し、それは、時刻７０２で、立ち下がる。この時、経年変化センサ制御モジュール４２５からの第１の及び第２の制御信号は、ＡＯＵＴが選択され、両方のディレイチェーンへの入力が立ち上がる（ＡＯＵＴの立ち下がりは、マルチプレクサ４４０及びマルチプレクサ４４６によって反転される）ように、両方ともローである。
【００３８】
[0046]ディレイチェーンへの入力での立ち上り遷移は、同時に両方のディレイチェーンを通って伝搬する。第１のディレイチェーン４１１の入力での立ち上り遷移に関する第１のディレイチェーン４１１における遅延は、経年変化によって遅くされる。第２のディレイチェーン４１２の入力での立ち上り遷移に関する第２のディレイチェーン４１２における遅延は、経年変化によって遅くされない。第２のディレイチェーン４１２への入力での立ち上りは、時刻７０３にその出力まで通しで伝搬し、第１のディレイチェーン４１１への入力での立ち上りは、時刻７０４にその出力まで通しで伝搬する。時刻７０４と時刻７０３との相違は、経年変化の影響である。図７において、遅延の相違は、影響を明確に示すため強調されている。
【００３９】
[0047]時刻７０３前に、経年変化センサ制御モジュール４２５からの第１の及び第２の制御信号は、マルチプレクサ４４０及びマルチプレクサ４６０が、（立ち上がる入力に関して経年変化によって影響を受けるディレイチェーンからの）ＡＯＵＴを選択するように、設定される。従って、両方のディレイチェーンへの入力は立ち下がる（ＡＯＵＴの立ち上がりは、マルチプレクサ４４０及びマルチプレクサ４６０によって反転される）。
【００４０】
[0048]ディレイチェーンへの入力での立ち上り遷移は、同時に両方のディレイチェーンを通って伝搬する。第１のディレイチェーン４１１の入力での立ち下がり遷移に関する第１のディレイチェーン４１１における遅延は、経年変化によって遅くされない。入力での立ち下がり遷移に関する第２のディレイチェーン４１２における遅延は、経年変化によって遅くされる。第１のディレイチェーン４１１への入力での立ち下がりは、時刻７０５にその出力まで通しで伝搬し、第２のディレイチェーン４１２への入力での立ち下がりは、時刻７０６にその出力まで通しで伝搬する。時刻７０６と時刻７０５との相違は、経年変化の影響である。
【００４１】
[0049]時刻７０５前に、経年変化センサ制御モジュール４２５からの第１の及び第２の制御信号は、マルチプレクサ４４０及びマルチプレクサ４６０が、（立ち下がり入力に関して経年変化によって影響を受けるディレイチェーンからの）ＢＯＵＴを選択するように、設定される。従って、両方のディレイチェーンへの入力は立ち上り、ディレイチェーンの１つの発振が完了される。信号の遷移の一続きが、次に、時刻７０２から、最初に説明した通り繰り返される。
【００４２】
[0050]時刻７０９で、実行制御入力はローに切り替わり、経年変化センサは経年変化する状態に戻すように切り替わる。図７における経年変化した発振状態は、わずかの発振だけ続き、しかし、集積回路において、経年変化した発振状態は、例えば数百、数千の発振のあいだ、続き得る。
【００４３】
[0051]経年変化センサ制御モジュール４２５は、ディレイチェーンの中間点からの信号を使用して、マルチプレクサ４４０とマルチプレクサ４６０とへのその制御信号での時間的な遷移が可能である。例えば、各々のディレイチェーンの中の第４の遅延要素の出力（Ａ３，Ｂ３）は、クロック出力ＣＬＫＯＵＴを作成するために、論理的にＮＡＮＤをとられ得る。クロック出力は、次に、クロック信号（ＩＮＩＴＡ，ＩＮＩＴＢ）を生成するために使用され得る。
【００４４】
[0052]経年変化した発振状態（時刻７０１から時刻７０９まで）において、クロック出力の周期は、入力での立ち上り遷移に関する第１のディレイチェーンの遅延と、入力での立ち下がり遷移に関する第２のディレイチェーンの遅延とを組み合わせる。これらの場合の各々は、発振周波数が、発生した経年変化の量を測定するために使用されることができるように、経年変化によって遅くされる。
【００４５】
[0053]経年変化していない発振状態において、経年変化センサ制御モジュール４２５は、ディレイチェーンが、その入力での立ち下がり遷移に関する第１のディレイチェーン４１１の遅延とその入力での立ち上り遷移に関する第２のディレイチェーンの遅延とを含む周期で発振するように、第１の及び第２の制御信号を制御する。経年変化していない発振状態における動作は、図８の波形の概略図において示される。波形の始まりで、実行制御入力ＲＵＮはローであり、ディレイチェーンは、第１のディレイチェーンへの入力（ＡＩＮ）がハイであり、第２のディレイチェーンへの入力（ＢＩＮ）がローである経年変化している状態にある。
【００４６】
[0054]時刻８０１で、実行信号は、ハイに切り替わりＭＩＮ／ＭＡＸ制御信号は、経年変化センサが経年変化していない発振状態に入るように、ローになる。第１の制御信号（ＩＮＩＴＡ）は、マルチプレクサ４４０が切り替わり、第１のディレイチェーン４１１への入力（ＡＩＮ）がローに切り替わるように、ローに切り替わる。第１のディレイチェーン４１１への入力での立ち下がり遷移は、ディレイチェーンを通り、マルチプレクサ４４１を通ってＡＯＵＴに伝搬し、それは時刻８０２で立ち下がる。この時、経年変化センサ制御モジュール４２５からの第１の及び第２の制御信号は、ＡＯＵＴが選択され、両方のディレイチェーンへの入力が立ち上がる（ＡＯＵＴの立ち下がりは、マルチプレクサ４４０及びマルチプレクサ４６０によって反転される）ように、両方ともローである。
【００４７】
[0055]ディレイチェーンへの入力での立ち上り遷移は、同時に両方のディレイチェーンを通って伝搬する。入力での立ち上り遷移に関する第１のディレイチェーンにおける遅延は、経年変化によって遅くされる。入力での立ち上り遷移に関する第２のディレイチェーンにおける遅延は、経年変化によって遅くされない。第２のディレイチェーン４１２への入力での立ち上りは、時刻８０３にその出力まで通して伝搬し、第１のディレイチェーン４１１への入力での立ち上りは、時刻８０４にその出力まで通して伝搬する。時刻８０４と時刻８０３との相違は、経年変化の影響である。図８において、遅延における相違は、影響を明確に示すため強調されている。
【００４８】
[0056]時刻８０３の前に、経年変化センサ制御モジュール４２５からの制御信号は、マルチプレクサ４４０及びマルチプレクサ４６０が、（立ち上り入力に関して経年変化よって影響を受けないディレイチェーンからの）ＢＯＵＴを選択するように、設定される。従って、両方のディレイチェーンへの入力は、時刻８０３の後に立ち下がる（ＡＯＵＴの立ち上りは、マルチプレクサ４４０及びマルチプレクサ４６０によって反転される）。
【００４９】
[0057]ディレイチェーンへの入力での立ち上り遷移は、同時に両方のディレイチェーンを通って伝搬する。入力での立ち下がり遷移に関する第１のディレイチェーン４１１における遅延は、経年変化によって遅くされない。入力での立ち下がり遷移に関する第２のディレイチェーン４１２における遅延は、経年変化によって遅くされる。第１のディレイチェーン４１２への入力での立ち下がりは、時刻８０５にその出力まで通して伝搬し、第２のディレイチェーン４１１への入力での立ち下がりは、時刻８０４にその出力まで通して伝搬する。時刻８０６と時刻８０５との相違は、経年変化の影響である。
【００５０】
[0058]時刻８０５の前に、経年変化センサ制御モジュール４２５からの制御信号は、マルチプレクサ４４０及びマルチプレクサ４６０が、（立ち下がり入力に関して経年変化よって影響を受けないディレイチェーンからの）ＡＯＵＴを選択するように、設定される。従って、両方のディレイチェーンへの入力は立ち上がり、ディレイチェーンの１つの発振が完了される。信号の遷移の一続きが、次に、時刻８０２から、最初に説明した通り繰り返される。
【００５１】
[0059]時刻８０９で、実行制御入力はローに切り替わり、経年変化センサは、経年変化している状態に戻るように切り替わる。図８における経年変化していない発振状態は、わずかの発振だけ続き、しかし、集積回路において、経年変化した発振状態は、例えば数百、数千の発振のあいだ、続き得る。
【００５２】
[0060]経年変化センサ制御モジュール４２５は、経年変化した発振状態で説明されたように、ディレイチェーンの中間点からの信号を使用して、マルチプレクサ４４０とマルチプレクサ４６０とへのその制御信号での時間的な遷移が可能である。
【００５３】
[0061]経年変化していない発振状態（時刻８０１から時刻８０９まで）において、クロック出力の周期は、入力での立ち下がり遷移に関する第１のディレイチェーンの遅延と、入力での立ち上り遷移に関する第２のディレイチェーンの遅延とを組み合わせる。これらの場合の各々は、発振周波数が、発生した経年変化の量を示すために使用されることができるように、経年変化によって遅くされない。いくつかの場合において、経年変化の影響は、経年変化していない発振状態における発振周波数を増加させ得る。
【００５４】
[0062]図５は本願で開示される実施例に従う遅延要素の概略図である。遅延要素は、図４の経年変化センサのディレイチェーンの中の遅延要素を実装するために使用され得る。図５の遅延要素は、入力（ＩＮ）を受信し、反転された出力（ＯＵＴ）を作成する。
【００５５】
[0063]遅延要素は、電圧供給と出力との間に直列にソースとドレインが接続された、３つのｐチャネルトランジスタ５１１、５１２、５１３を含むインバータである。ｐチャネルトランジスタ５１１、５１２、５１３のゲートは、入力に接続する。遅延要素は、設置基準と出力との間に直列にソースとドレインが接続された３つのｎチャネルトランジスタ５２１、４２２、５２３を含む。ｎチャネルトランジスタ５２１、５２２、５２３のゲートは、入力に接続する。直列のトランジスタの使用は、経年変化センサの中のディレイチェーンがより少ない段数を有することができるように、遅延要素の遅延を増やすことができる。遅延要素の多くの他のタイプもまた、たとえば、関心のある特定の経年変化の影響に依存して、使用され得る。
【００５６】
[0064]図６は、本願で開示される実施例に従う経年変化センサ制御モジュールの概略図である。経年変化センサ制御モジュールは、図４の経年変化センサの経年変化センサ制御モジュール４２５を実装するために使用され得る。図６において説明される回路は、例示であり、同じ又は同様の機能は、他の方法で実装され得る。
【００５７】
[0065]経年変化センサ制御モジュールは、ディレイチェーンの中間点（Ａ３、Ｂ３）及び実行制御入力（ＲＵＮ）からクロック出力を作成するためにＮＡＮＤゲート６１１及びバッファ６１５を使用する。ＮＡＮＤゲート６３１とＮＡＮＤゲート６３２とは、実行制御入力がローの場合に初期化され、クロック出力が立ち上がる場合にトグルされるセット−リセットラッチを形成する。ＮＡＮＤゲート６３１の出力は、実行制御入力が（経年変化している状態において）ローの間、ローになることになり、クロック出力の最初の立ち下がりエッジで、ハイに遷移することになる。
【００５８】
[0066]排他的ＯＲゲート６２１は、クロック出力に基づいて、ＭＩＮ／ＭＡＸ制御入力によって決定される極性を有する制御信号（ＩＮＩＴＡ、ＩＮＩＴＢ）をトグルするために使用される。制御信号での（実行制御信号の立ち上りの後の）遷移の始まりは、ＮＡＮＤゲート６２２によってイネーブルされる。第１の制御信号（ＩＮＩＴＡ）は、経年変化している状態（実行制御入力がローである時）のあいだ第１の制御信号の値も制御するＮＡＮＤゲート６４１によってバッファされる。第２の制御信号（ＩＮＩＴＢ）は、インバータ６４２によってバッファされる。
【００５９】
[0067]図９は、本願で開示される実施例に従う動的な経年変化除去のための処理のフローチャートである。処理は、例えば、図１の電子システムの中のコア電力低減制御モジュールによって、遂行されうる。
【００６０】
[0068]処理は、経年変化センサ、例えば、図4の経年変化センサ、を使用する。経年変化した発振状態における発振周波数（Ｆａｇｅｄ）及び経年変化していない発振状態における発振周波数（Ｆｎｏｎ−ａｇｅｄ）は、関連する回路の経年変化を除去（経年変化のための補償）するために測定され、使用される。センサは、リングオッシレータ、つまりＲＯｓと省略して呼ばれうる。処理は、経年変化センサにおいて測定された経年変化が動作する回路の経年変化を補償するために使用されることができるように、動作する回路の経年変化と、経年変化センサによって測定された経年変化との間の決定された関係を使用する。処理は、１つの領域（共通の供給電圧を有する動作する回路モジュール）についてさらに詳細に説明されることになるが、処理は、複数の周波数で各々が動作できる複数の領域に関して使用されることができることが理解される。
【００６１】
[0069]経年変化センサによる測定された経年変化と動作する回路の経年変化との間の関係は、現実の集積回路のキャラクタリゼーション（characterization）テストによって決定されることができる。例えば、集積回路は様々な温度、周波数、及び電圧で動作され得、経年変化センサの性能及び集積回路の動作モジュールの性能は、長い時間にわたって測定される。
【００６２】
[0070]動的な経年変化除去の処理において又は処理の説明において使用される概念と変数とは、以下に定義される。
【００６３】
[0071]経年変化ＲＯ劣化（ＡＲＤ）は、経年変化センサの中のリングオッシレータの経年変化による劣化を表す。ＡＲＤは、経年変化によるセンサの発振周波数におけるパーセンテージの変化としてセンサの経年変化を表現する。１つの実施例において、パーセントで、ＡＲＤ＝（Ｆｎｏｎ−ａｇｅｄ−Ｆａｇｅｄ）／Ｆｎｏｎ−ａｇｅｄ＋ＡＥＤである。Ｆｎｏｎ−ａｇｅｄは、経年変化していない発振状態における経年変化センサの周波数であり、それは、トランジスタの経年変化に敏感ではない。Ｆａｇｅｄは、経年変化した発振状態における経年変化センサの周波数であり、それは、経年変化に敏感であり、トランジスタが劣化とともに、徐々に遅くなることになる。それゆえ、ＡＲＤは、トランジスタの経年変化とともに徐々に増加することになる。複数の経年変化センサを有する領域に関して、ＡＲＤは、領域の中のすべての経年変化センサからの最大測定値である。ＡＲＤ＞＝０であるべきである。これは、負の値をオフセットするようにＡＥＤを使用して達成される。代替として又は追加として、処理は負のＡＲＤの値を０に設定しうる。ＡＲＤは、電圧依存であり得る。ＡＲＤは、一般に測定電圧が減少すると増加する。
【００６４】
[0072]経年変化誤差分布（ＡＥＤ）は、時刻０（経年変化前）でのＡＲＤの測定におけるシステマティック(systematic)なランダムばらつきを示す。理想的には、ＡＲＤ（時刻＝０）は、０であるべきだが、ＡＲＤは、０を中心とする分布を有する小さなランダムな値であり得る。ＡＲＤは、領域の中の経年変化センサの全てからの最大の測定値であるため、ＡＲＤ（時刻＝０）は、負ではなく、ＡＲＤ＞＝０ということが大いにありうる。時刻０でＡＲＤ＞＝０はよい、しかし、時刻０でＡＲＤ＜０の場合、ＡＥＤがＡＲＤのガードバンドに使用される。時刻＝０での製品キャラクタリゼーションのあいだ、領域のＡＲＤが負の場合、そのワーストケースの絶対値がＡＥＤの値を示す。
【００６５】
[0073]経年変化調整レシオ（ＡＳＲ）は、関連する領域の中の動作する回路の経年変化とセンサの経年変化との間の関係を示す。動作する回路の経年変化は、これらの回路の最大動作周波数（Ｆｍａｘ）における変化として表現される。処理はＡＳＲ＝ＦｍａｘＤｅｇｒａｄａｔｉｏｎ／ＡＲＤと設定しうる。ＦｍａｘＤｅｇｒａｄａｔｉｏｎは、特定の条件に関する領域の中の回路の最大動作周波数における変化の量である。ユニットレベルのＡＳＲ値は、所与の領域の中の回路に関するＡＳＲ値として使用されるワーストリードアウト値を有する製品の高温動作寿命（ＨＴＯＬ）テストのユニットから集められた値とすることができる。１つのＡＳＲ値は、製品のＨＴＯＬテストの間の複数のリードアウトから決定されることができる。ＡＳＲ値は、たとえば、ディレーティング（derating）テーブルにおいて使用され得る。
【００６６】
[0074]周波数対電圧調整ファクタは、動作する回路の最大動作周波数と電圧との間の関係を示す。周波数対電圧調整ファクタは、領域において１％のＦｍａｘの増加を加えるために必要とされる電圧増加の量を示すパーセントＦｍａｘの電圧（ＶＰＦ）として表現され得る。ＶＰＦは、製品のキャラクタリゼーションから決定されることができる。所与の領域に関して測定された最も高いＶＰＦの値が、使用されるべきである。ＶＰＦは電圧に依存し得る。電圧は、使用される複数のＶＰＦの値を有するレンジに分割され、あるいは、全ての電圧について使用される最も高いＶＰＦの値であることができる。
【００６７】
[0075]経年変化ガードバンド（ＡＧＢ）は、領域の回路に関するＦｍａｘを維持するようにトランジスタの劣化を補償するために必要とされる電圧の増加の量である。処理は、ＡＧＢ＝ＶＰＦ＊ＡＳＲ＊ＡＲＤと設定することができる。ＡＧＢは、各々のＡＲＤ測定の後に更新されることができる。ＡＧＢは、電圧依存ではないことがある。処理は、電圧の異なるレンジに関する複数のＡＧＢの値を使用することができ、又は、他の電圧での使用のために一つのＡＧＢの値を調整し得る。
【００６８】
[0076]経年変化の目標アドオン（ＡＴＡ）は、様々な周波数で動作するために関連した動作モジュールに関して、何の性能センサの測定値が必要とされるかを示す係数テーブルを更新するために、処理が使用することができる、ＡＧＢから変換される値である。この変換は、ＡＧＢの値（それは、電圧での経年変化の補償の量を示す）を目標性能センサの値に関連付ける。この関連付けは、例えば、供給電圧と集積回路のキャラクタリゼーションから得られる性能センサの測定との間の関係を使用することができる。ＡＴＡ値は経年劣化を補償するために係数テーブルを更新する。例えば、特定の周波数で動作するための関連する動作モジュールのために必要とされる、特定の性能センサの測定値を示す係数テーブルの値は、増加されることができる。上記説明された係数テーブルを使用しないシステムにおいて、ＡＴＡ値の置き換えは、省略され、又はそのシステムに関して適当な他の計算と置き換えられ得る。
【００６９】
[0077]図９の処理は、どのように集積回路が上記の経年変化除去情報を使用し、動作されるかを示し得る。明確な説明のために、処理は単一の領域に関して記述されるが、処理は複数の領域の経年変化除去のために使用されることができることが理解されるべきである。
【００７０】
[0078]ブロック９１０において、集積回路は、安全な電圧及び周波数で初期化される。電圧及び周波数のこの組み合わせは、予期されるすべての条件のもとで、集積回路の信頼できる動作のための十分なガードバンドを有す。予期される条件は、集積回路が動作するために指定されるすべての条件を含み得る。安全な電圧及び周波数は、ワーストケースの経年変化に対する集積回路の信頼できる動作を可能とする。
【００７１】
[0079]ブロック９２０において、処理は、係数テーブルにおける初期値を使用して、集積回路における動的な電圧及び周波数の調整ができるようにする。係数テーブルは、様々な動作周波数に関する目標性能センサの測定値を含む。動的な電圧及び周波数の調整の動作の例は、性能センサの測定を得るために性能を測定することと、対応する目標性能センサの測定値を得るために補正テーブルの中の現在の動作周波数を見つけることと、性能センサの測定と目標値との相対的な値に基づいて電圧を条件的に調整することと、を含む。もし、例えば、性能センサの測定が、目標値より小さい場合、電圧は、回路の速度を増加させるために上げられ得る。係数テーブルにおける初期値は、集積回路の寿命の終末の経年変化のための十分なガードバンドを含む。初期値は、集積回路のキャラクタリゼーションによって決定され得る。寿命の終末の経年変化のためのガードバンドは、初期ＡＴＡ値を使用することによって影響され得る。処理は、次に、感知された経年変化に基づいて経年変化除去を遂行し続ける。
【００７２】
[0080]ブロック９３０において、処理は、集積回路の経年変化を測定する。ブロック９３０は、ＡＲＤ＝（Ｆｎｏｎ−ａｇｅｄ−Ｆａｇｅｄ）／Ｆｎｏｎ−ａｇｅｄ＋ＡＥＤに従って、ＡＲＤを測定することを含むことができる。１つの実施例において、Ｆａｇｅｄは、Ｆｎｏｎ−ａｇｅｄの前の測定である。これは、経年変化センサが、測定を遂行するために発信するときに起こり得る、経年変化の影響の反転を避ける、又は最小にすることができる。処理は、次にＡＧＢ＝ＶＰＦ＊ＡＳＲ＊ＡＲＤに従ってＡＧＢを計算することができる。ＡＧＢは、ノーマル（待機ではない）モードで計算される。処理は、次に初期の（あるいは現在の）ＡＴＡを置き換えるためにＡＴＡを計算することができる。１つの実施例において、処理は寿命の終末の値を最大にするためにＡＴＡの量を制限し、それは、集積回路のキャラクタリゼーションのよって決定され得る。様々な実施例において、ＡＲＤは、経年変化センサと関連する現在使用されている動作電圧で又は固定された電圧で、測定され得る。
【００７３】
[0081]ブロック９４０において、処理は、ブロック９３０おいて感知された経年変化に基づいて係数テーブルを更新する。処理は、１つの周波数、全ての周波数、又は周波数の範囲のための係数テーブルを更新できる。代替として、処理は、動的な電圧及び周波数の調整ができるようになる前に係数テーブルを更新し得る。別の代替において、初期化された動作周波数のための係数テーブルを更新し、動的な電圧及び周波数の調整をできるようにし、次にすべての係数テーブルを更新する。
【００７４】
[0082]ブロック９５０において、集積回路は、ブロック９４０によって更新された係数テーブルを用いた、動的な電圧及び周波数の調整を使用して動作する。
【００７５】
[0083]周期的に、処理は、経年変化の影響に関する係数テーブルをさらに更新するようにブロック９３０及び９４０に戻る。処理は、タイマの満了に基づいて係数テーブルを更新し得る。更新の周期は、たとえば、１分、１０分、又は１時間であり得る。更新間の周期は例えば、集積回路が経年変化するにしたがってより少ない頻度で、時間にわたって変化し得る。追加として又は代替として、処理は、集積回路の動作モードの、又は集積回路の動作モジュールの変化に基づいて係数テーブルを更新し得る。例えば、集積回路が動作モードから待機モードへ切り替わる、あるいはその逆の場合、係数テーブルは、更新され得る。
【００７６】
[0084]動的な経年変化除去のための処理は、例えば、ブロックを追加すること、省略すること、並び替えること、又は変更することによって修正され得る。例えば、処理は、クロック周期（あるいは他の性能のパラメータ）を調整することによって、経年変化を除去し得る。そのような実施例において、処理は、周波数対電圧調整ファクタを使用する計算を省略しうる。追加として、ブロックは同時に遂行され得る。
【００７７】
[0085]本発明の実施例は、特定の実施例に関して上記で説明されるが、本発明の多くの変形が可能である。例えば、様々な構成要素は、増やされ又は減らされ得る。説明されたシステム及び方法は、集積回路において最も重要な、特定の経年変化の影響によって修正され得る。経年変化センサは、集積回路の具体的な製造技術に従って、適合され得る。集積回路は、複数の経年変化の影響を測定するために、複数の経年変化センサを含み得る。追加として、様々な実施例の主要な点は、上記で説明された組合せと異なる組合せにおいて組み合わされ得る。
【００７８】
[0086]当業者は、ここに開示された実施例に関連して説明された、様々な例示的なブロック及びモジュールが、様々な形態でインプリメントされることができることを理解し得る。いくつかのブロック及びモジュールは、それらの機能の用語で上記に一般的に説明されている。そのような機能がインプリメントされる仕方は、総体的なシステムに課された設計の制約に依存する。当業者は、各特定のアプリケーションのために、様々な方法で、説明された機能をインプリメントしうるが、そのようなインプリメンテーションの判定は、本発明の範囲から逸脱を引き起こしていると解釈されるべきでない。加えて、モジュール又はブロック内での機能をグループ化することは、説明の平易のためである。具体的な機能は、本発明から逸脱することなく、モジュール又はブロックにわたって、分散され、一つのモジュール又はブロックから移動されることができる。
【００７９】
[0087]ここに開示された実施形態に関連して説明されたさまざまな例示的な論理ブロック、モジュール、及び回路は、汎用プロセッサ、デジタルシグナルプロセッサ（ＤＳＰ）、特定用途向け集積回路（ＡＳＩＣ）、フィールド・プログラマブル・ゲート・アレイ（ＦＰＧＡ）又はその他のプログラマブル論理デバイス、ディスクリート・ゲート又はトランジスタ・ロジック、ディスクリート・ハードウェア・コンポーネント、又はここに説明された機能を実行するように設計されるこれらの任意の組み合わせで、インプリメント又は実行されうる。汎用プロセッサは、マイクロプロセッサであることができるが、その代わりに、プロセッサは、任意の従来のプロセッサ、コントローラ、マイクロコントローラ、又はステートマシンであることができる。プロセッサはまた、例えば、ＤＳＰとマイクロプロセッサの組み合わせ、複数のマイクロプロセッサ、ＤＳＰコアと併せた１つ又は複数のマイクロプロセッサ、又は任意の他のそのような構成である、コンピューティングデバイスの組み合わせとしてインプリメントされることができる。
【００８０】
[0088]本明細書において開示される実施形態に関連して説明される方法又はアルゴリズムのステップは、直接ハードウェアにおいて、プロセッサによって実行されるソフトウェアモジュールにおいて、又はこれら２つの組み合わせにおいて、具現化されうる。ソフトウェアモジュールは、ＲＡＭメモリ、フラッシュメモリ、ＲＯＭメモリ、ＥＰＲＯＭメモリ、ＥＥＰＲＯＭ（登録商標）メモリ、レジスタ、ハードディスク、リムーバブルディスク、ＣＤ−ＲＯＭ、又は当該技術において知られる任意の他の形態の記憶媒体中に存在しうる。例証的な記憶媒体は、プロセッサが記憶媒体から情報を読み取り、記憶媒体に情報を書き込むことができるように、プロセッサに結合されうる。代替において、記憶媒体はプロセッサと一体化され得る。プロセッサ及び記憶媒体は、ＡＳＩＣ中に存在しうる。
【００８１】
[0089]開示された実施形態の上記説明は、いかなる当業者であっても、本発明の製造又は使用を可能にするように提供される。これら実施形態への様々な修正は、当業者にとって容易に明らかとなり、本明細書で定義された一般的な原理は、本発明の趣旨又は範囲から逸脱することなく他の実施形態に適用され得る。従って、ここで示された説明及び図は、本発明の現在の好ましい実施例を表わし、それゆえに、現在の本発明によって広範に予期される主題の代表的なものであることが理解されるべきである。現在の本発明の範囲は、当業者に明確になり得る他の実施例を十分に包含し、現在の本発明の範囲は、従って、添付された請求項のみに制限されることがさらに理解されるべきである。
【図１】
2017517873.tif 000003
【図２】
2017517873.tif 000004
【図３】
2017517873.tif 000005
【図４】
2017517873.tif 000006
【図５】
2017517873.tif 000007
【図６】
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【図７】
2017517873.tif 000009
【図８】
2017517873.tif 000010
【図９】
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【手続補正書】
【提出日】平成28年11月30日(2016.11.30)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
集積回路の経年変化を感知するための回路であって、前記回路は下記を備える、
第１の入力と第１の出力とを有する第１のディレイチェーンと、
第２の入力と第２の出力とを有する第２のディレイチェーンと、
前記第１のディレイチェーンと前記第２のディレイチェーンとを、前記第１と第２のディレイチェーンの中の回路要素を経年変化する経年変化している状態、経年変化した回路要素の遅延に基づく周波数で発振するクロック出力を作成するために前記第１のディレイチェーンと前記第２のディレイチェーンとを結合する経年変化した発振状態、又は経年変化していない回路要素の遅延に基づく周波数で発振する前記クロック出力を作成するために前記第１のディレイチェーンと前記第２のディレイチェーンとを結合する経年変化していない発振状態におくように構成された制御モジュール。
【請求項２】
請求項１に記載の回路であって、前記第１のディレイチェーンは、前記第１の入力と前記第１の出力との間に結合された遅延要素の第１のチェーンを含み、前記第２のディレイチェーンは、前記第２の入力と前記第２の出力との間に結合された遅延要素の第２のチェーンを含む、前記回路。
【請求項３】
請求項２に記載の回路であって、前記遅延要素の各々はインバータを含む、前記回路。
【請求項４】
請求項３に記載の回路であって、各々のインバータは、直列の複数のｐチャネルトランジスタ、及び直列の複数のｎチャネルトランジスタを含む、前記回路。
【請求項５】
請求項１に記載の回路であって、前記経年変化している状態は、前記第１のディレイチェーンと前記第２のディレイチェーンとに動作電圧を供給することを含む、前記回路。
【請求項６】
請求項５に記載の回路であって、前記経年変化している状態は、前記第１の入力に第１の論理値を、前期第２の入力に第２の論理値を供給することをさらに含み、ここにおいて、前記第１の論理値は、前記第２の論理値の相補的なものである、前記回路。
【請求項７】
請求項１に記載の回路であって、前記経年変化した発振状態における前記クロック出力の前記発振の前記周期は、経年変化によって遅くされた前記第１のディレイチェーンを通る遷移の遅延と経年変化によって遅くされた前記第２のディレイチェーンを通る遷移の遅延との組み合わせを含む、前記回路。
【請求項８】
請求項１に記載の回路であって、前記経年変化していない発振状態における前記クロック出力の前記発振の前記周期は、経年変化によって遅くされていない前記第１のディレイチェーンを通る遷移の遅延と経年変化によって遅くされていない前記第２のディレイチェーンを通る遷移の遅延との組み合わせを含む、前記回路。
【請求項９】
請求項６に記載の回路であって、前記経年変化した発振状態は、前記第１の出力と第２の出力との間で選択することと、前記選択された信号を前記第１の入力と前記第２の入力とに結合することとを含み、ここにおいて、前記第１の入力が前記第１の論理値に遷移した後に、前記第１の出力が選択され、前記第２の入力が前記第２の論理値に遷移した後に、前記第２の出力が選択される、前記回路。
【請求項１０】
請求項６に記載の回路であって、前記経年変化していない発振状態は、前記第１の出力と第２の出力との間で選択することと、前記選択された信号を前記第１の入力と前記第２の入力とに結合することとを含み、ここにおいて、前記第１の入力が前記第２の論理値に遷移した後に、前記第１の出力が選択され、前記第２の入力が前記第１の論理値に遷移した後に、前記第２の出力が選択される、前記回路。
【請求項１１】
集積回路の経年変化除去のための方法であって、前記方法は下記を備える、
安全な電圧及び周波数で前記集積回路の動作を初期化することと、
複数の動作周波数に関する目標性能センサの測定値を含む係数テーブルにおける初期値を使用して、前記集積回路の動的な電圧及び周波数の調整を可能にすることと、
経年変化センサを使用して前記集積回路の経年変化を感知することと、
前記感知された経年変化および前記経年変化センサによって測定された経年変化と動作回路の経年変化との間の関係に基づいて前記係数テーブルを更新することと、
前記更新された係数テーブルを使用して動的な電圧及び周波数の調整を継続すること。
【請求項１２】
請求項１１に記載の方法であって、前記集積回路の経年変化を感知することは、経年変化によって遅くされたリングオッシレータの周波数を測定することと、経年変化によって遅くされない前記リングオッシレータの周波数を測定することとを含む、前記方法。
【請求項１３】
請求項１１に記載の方法であって、前記感知された経年変化に基づいて前記係数テーブルを更新することは、経年変化ガードバンドを決定するために、前記感知された経年変化に、センサの経年変化と動作回路の経年変化との間の関係を示す経年変化調整レシオと、前記動作回路の最大動作周波数と電圧との間の関係を示す周波数対電圧調整ファクタとを乗じることを含む、前記方法。
【請求項１４】
請求項１３に記載の方法であって、前記感知された経年変化に基づいて前記係数テーブルを更新することは、経年変化によるセンサの発振周波数におけるパーセンテージの変化として表現される前記感知された経年変化を使用する、前記方法。
【請求項１５】
請求項１４に記載の方法であって、前記集積回路の経年変化を感知することは、複数の経年変化センサを測定することを含み、経年変化によるセンサの発振周波数における前記パーセンテージの変化は、前記複数の経年変化センサの測定におけるシステマティックなランダムばらつきを示す経年変化誤差分布を含む、前記方法。
【請求項１６】
請求項１３に記載の方法であって、前記感知された経年変化に基づいて前記係数テーブルを更新することは、供給電圧と性能センサの測定との間の関係を使用して、前記経年変化ガードバンドを前記係数テーブルの中の値に関連付けることをさらに含む、前記方法。
【請求項１７】
請求項１１に記載の方法は、さらに下記を備える、
前記集積回路の経年変化を周期的に感知することと、
前記周期的に感知された経年変化に基づいて前記係数テーブルをさらに更新することと、
前記さらに更新された係数テーブルを使用して動的な電圧及び周波数の調整を継続すること。
【請求項１８】
請求項１１に記載の方法であって、前記安全な電圧及び周波数は、ワーストケースの経年変化に対する前記集積回路の信頼できる動作を可能にする、前記方法。
【請求項１９】
集積回路であって、前記集積回路は下記を備える、
前記集積回路において回路要素の経年変化を感知するように構成される経年変化センサ、ここにおいて、前記経年変化センサは、経年変化した及び経年変化していない両方の条件において回路の速度を測定するために前記同じ回路を使用する、と、
前記集積回路において使用される供給電圧を制御するように構成されたコア電力低減制御モジュール、ここにおいて、前記供給電圧は、前記経年変化センサによって感知される経年変化および前記経年変化センサによって測定された経年変化と動作回路の経年変化との間の関係に少なくとも部分的に基づく。
【請求項２０】
請求項１９に記載の集積回路であって、前記経年変化センサが、
第１の入力と第１の出力とを有する第１のディレイチェーンと、
第２の入力と第２の出力とを有する第２のディレイチェーンと、
前記第１のディレイチェーンと前記第２のディレイチェーンとを、前記第１と第２のディレイチェーンの中の回路要素を経年変化する経年変化している状態、経年変化した回路要素の遅延に基づく周波数で発振するクロック出力を作成するために前記第１のディレイチェーンと前記第２のディレイチェーンとを結合する経年変化した発振状態、又は経年変化していない回路要素の遅延に基づく周波数で発振する前記クロック出力を作成するために前記第１のディレイチェーンと前記第２のディレイチェーンとを結合する経年変化していない発振状態におくように構成される制御モジュールと、
を備える、前記集積回路。
【請求項２１】
請求項２０に記載の集積回路であって、
前記経年変化している状態は、前記第１のディレイチェーンと前記第２のディレイチェーンとに動作電圧を供給することと、前記第１の入力に第１の論理値を、前期第２の入力に第２の論理値を供給すること、ここにおいて、前記第１の論理値は、前記第２の論理値の相補的なものである、とを含み、
前記経年変化した発振状態における前記クロック出力の前記発振の前記周期は、経年変化によって遅くされた前記第１のディレイチェーンを通る遷移の遅延と経年変化によって遅くされた前記第２のディレイチェーンを通る遷移の遅延との組み合わせを含み、
前記経年変化していない発振状態における前記クロック出力の前記発振の前記周期は、経年変化によって遅くされていない前記第１のディレイチェーンを通る遷移の遅延と経年変化によって遅くさていない前記第２のディレイチェーンを通る遷移の遅延との組み合わせを含む、
前記集積回路。
【請求項２２】
請求項１９に記載の集積回路であって、前記コア電力低減制御モジュールが、
安全な電圧及び周波数で前記集積回路の動作を初期化し、
複数の動作周波数に関する目標性能センサの測定値を含む係数テーブルにおける初期値を使用して、前記集積回路の動的な電圧及び周波数の調整を可能にし、
前記経年変化センサを使用して前記集積回路の経年変化を感知し、
前記感知された経年変化および前記経年変化センサによって測定された経年変化と動作回路の経年変化との間の関係に基づいて前記係数テーブルを更新し、
前記更新された係数テーブルを使用して動的な電圧及び周波数の調整を継続する、
ようにさらに構成される、前記集積回路。
【請求項２３】
請求項２２に記載の集積回路であって、前記コア電力低減制御モジュールは、経年変化ガードバンドを決定するために、前記感知された経年変化に、センサの経年変化と動作回路の経年変化との間の関係を示す経年変化調整レシオと、前記動作回路の最大動作周波数と電圧との間の関係を示す周波数対電圧調整ファクタとを乗じることによって、前記感知された経年変化に基づいて前記係数テーブルを更新するように構成される、前記集積回路。
【請求項２４】
請求項２３に記載の集積回路であって、前記感知された経年変化に基づいて前記係数テーブルを更新することは、経年変化によるセンサの発振周波数におけるパーセンテージの変化として表現される前記感知された経年変化を使用し、ここにおいて、前記集積回路の経年変化を感知することは、複数の経年変化センサを測定することを含み、経年変化によるセンサの発振周波数における前記パーセンテージの変化は、前記複数の経年変化センサの測定におけるシステマティックなランダムばらつきを示す経年変化誤差分布を含む、前記集積回路。
【請求項２５】
集積回路であって、前記集積回路は下記を備える、
前記集積回路において回路要素の経年変化を感知するための手段であって、
第１の入力と第１の出力とを有する第１のディレイチェーンと、
第２の入力と第２の出力とを有する第２のディレイチェーンと、
前記第１のディレイチェーンと前記第２のディレイチェーンとを、前記第１と第２のディレイチェーンの中の回路要素を経年変化する経年変化している状態、経年変化した回路要素の遅延に基づく周波数で発振するクロック出力を作成するために前記第１のディレイチェーンと前記第２のディレイチェーンとを結合する経年変化した発振状態、又は経年変化していない回路要素の遅延に基づく周波数で発振する前記クロック出力を作成するために前記第１のディレイチェーンと前記第２のディレイチェーンとを結合する経年変化していない発振状態におくように構成される制御モジュールと、
を含む、感知するための手段と、
前記集積回路において使用される供給電圧を制御するように構成された前記集積回路の経年変化除去のための手段、ここにおいて、前記供給電圧は、前記集積回路によって感知される経年変化に少なくとも部分的に基づく。
【請求項２６】
請求項２５に記載の集積回路であって、
前記経年変化している状態は、前記第１のディレイチェーンと前記第２のディレイチェーンとに動作電圧を供給することと、前記第１の入力に第１の論理値を、前期第２の入力に第２の論理値を供給すること、ここにおいて、前記第１の論理値は、前記第２の論理値の相補的なものである、とを含み、
前記経年変化した発振状態における前記クロック出力の前記発振の前記周期は、経年変化によって遅くされた前記第１のディレイチェーンを通す遷移の遅延と経年変化によって遅くされた前記第２のディレイチェーンを通す遷移の遅延との組み合わせを含み、
前記経年変化していない発振状態における前記クロック出力の前記発振の前記周期は、経年変化によって遅くされていない前記第１のディレイチェーンを通る遷移の遅延と年変化によって遅くされていない前記第２のディレイチェーンを通る遷移の遅延との組み合わせを含む、
前記集積回路。
【請求項２７】
請求項２５に記載の集積回路であって、経年変化除去のための前記手段が、
安全な電圧及び周波数で前記集積回路の動作を初期化し、
複数の動作周波数に関する目標性能センサの測定値を含む係数テーブルにおける初期値を使用して、前記集積回路の動的な電圧及び周波数の調整を可能にし、
経年変化を感知するための前記手段を使用して前記集積回路の経年変化を感知し、
前記感知された経年変化に基づいて前記係数テーブルを更新し、
前記更新された係数テーブルを使用して動的な電圧及び周波数の調整を継続する、
ようにさらに構成される、前記集積回路。
【請求項２８】
請求項２７に記載の集積回路であって、経年変化除去のための前記手段は、経年変化ガードバンドを決定するために、前記感知された経年変化に、センサの経年変化と動作回路の経年変化との間の関係を示す経年変化調整レシオと、前記動作回路の最大動作周波数と電圧との間の関係を示す周波数対電圧調整ファクタとを乗じることによって、前記感知された経年変化に基づいて前記係数テーブルを更新するように構成される、前記集積回路。
【請求項２９】
請求項２８に記載の集積回路であって、前記感知された経年変化に基づいて前記係数テーブルを更新することは、経年変化によるセンサの発振周波数におけるパーセンテージの変化として表現される、前記感知された経年変化を使用し、ここにおいて、前記集積回路の経年変化を感知することは、複数の経年変化センサを測定することを含み、経年変化によるセンサの発振周波数における前記パーセンテージの変化は、前記複数の経年変化センサの測定におけるシステマティックなランダムばらつきを示す経年変化誤差分布を含む、前記集積回路。
【手続補正２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００８１
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００８１】
[0089]開示された実施形態の上記説明は、いかなる当業者であっても、本発明の製造又は使用を可能にするように提供される。これら実施形態への様々な修正は、当業者にとって容易に明らかとなり、本明細書で定義された一般的な原理は、本発明の趣旨又は範囲から逸脱することなく他の実施形態に適用され得る。従って、ここで示された説明及び図は、本発明の現在の好ましい実施例を表わし、それゆえに、現在の本発明によって広範に予期される主題の代表的なものであることが理解されるべきである。現在の本発明の範囲は、当業者に明確になり得る他の実施例を十分に包含し、現在の本発明の範囲は、従って、添付された請求項のみに制限されることがさらに理解されるべきである。
以下に、本願出願の当初の特許請求の範囲に記載された発明を付記する。
［Ｃ１］
集積回路の経年変化を感知するための回路であって、前記回路は下記を備える、
第１の入力と第１の出力とを有する第１のディレイチェーンと、
第２の入力と第２の出力とを有する第２のディレイチェーンと、
前記第１のディレイチェーンと前記第２のディレイチェーンとを、経年変化している状態、経年変化した発振状態、又は経年変化していない発振状態におくように構成された制御モジュール。
［Ｃ２］
Ｃ１に記載の回路であって、前記第１のディレイチェーンは、前記第１の入力と前記第１の出力との間に結合された遅延要素の第１のチェーンを含み、前記第２のディレイチェーンは、前記第２の入力と前記第２の出力との間に結合された遅延要素の第２のチェーンを含む、前記回路。
［Ｃ３］
Ｃ２に記載の回路であって、前記遅延要素の各々はインバータを含む、前記回路。
［Ｃ４］
Ｃ３に記載の回路であって、各々のインバータは、直列の複数のｐチャネルトランジスタ、及び直列の複数のｎチャネルトランジスタを含む、前記回路。
［Ｃ５］
Ｃ１に記載の回路であって、前記経年変化している状態は、前記第１のディレイチェーンと前記第２のディレイチェーンとに動作電圧を供給することを含む、前記回路。
［Ｃ６］
Ｃ５に記載の回路であって、前記経年変化している状態は、前記第１の入力に第１の論理値を、前期第２の入力に第２の論理値を供給することをさらに含み、ここにおいて、前記第１の論理値は、前記第２の論理値の相補的なものである、前記回路。
［Ｃ７］
Ｃ６に記載の回路であって、前記経年変化した発振状態は、経年変化によって遅くされた周波数で発振するように、前記第１のディレイチェーンと前記第２のディレイチェーンを結合することを含む、前記回路。
［Ｃ８］
Ｃ７に記載の回路であって、前記経年変化していない発振状態は、経年変化によって遅くされていない周波数で発振するように、前記第１のディレイチェーンと前記第２のディレイチェーンを結合することを含む、前記回路。
［Ｃ９］
Ｃ７に記載の回路であって、前記経年変化した発振状態は、前記第１の出力と第２の出力との間で選択することと、前記選択された信号を前記第１の入力と前記第２の入力とに結合することとを含み、ここにおいて、前記第１の入力が前記第１の論理値に遷移した後に、前記第１の出力が選択され、前記第２の入力が前記第２の論理値に遷移した後に、前記第２の出力が選択される、前記回路。
［Ｃ１０］
Ｃ７に記載の回路であって、前記経年変化していない発振状態は、前記第１の出力と第２の出力との間で選択することと、前記選択された信号を前記第１の入力と前記第２の入力とに結合することとを含み、ここにおいて、前記第１の入力が前記第２の論理値に遷移した後に、前記第１の出力が選択され、前記第２の入力が前記第１の論理値に遷移した後に、前記第２の出力が選択される、前記回路。
［Ｃ１１］
集積回路の経年変化除去のための方法であって、前記方法は下記を備える、
安全な電圧及び周波数で前記集積回路の動作を初期化することと、
複数の動作周波数に関する目標性能センサの測定値を含む係数テーブルにおける初期値を使用して、前記集積回路の動的な電圧及び周波数のスケーリンを可能にすることと、
前記集積回路の経年変化を感知することと、
感知された経年変化に基づいて前記係数テーブルを更新することと、
前記更新された係数テーブルを使用して動的な電圧及び周波数の調整を継続すること。
［Ｃ１２］
Ｃ１１に記載の方法であって、集積回路の経年変化を感知することは、経年変化によって遅くされたリングオッシレータの周波数を測定することと、経年変化によって遅くされないリングオッシレータの周波数を測定することとを含む、前記方法。
［Ｃ１３］
Ｃ１１に記載の方法であって、前記感知された経年変化に基づいて前記係数テーブルを更新することは、経年変化ガードバンドを決定するために、感知された経年変化に、センサの経年変化と動作回路の経年変化との間の関係を示す経年変化調整レシオと、動作回路の最大動作周波数と電圧との間の関係を示す周波数対電圧調整ファクタとを乗じることを含む、前記方法。
［Ｃ１４］
Ｃ１３に記載の方法であって、前記感知された経年変化に基づいて前記係数テーブルを更新することは、経年変化によるセンサの発振周波数におけるパーセンテージの変化として表現される前記感知された経年変化を使用する、前記方法。
［Ｃ１５］
Ｃ１４に記載の方法であって、前記集積回路の経年変化を感知することは、複数の経年変化センサを測定することを含み、経年変化によるセンサの発振周波数における前記パーセンテージの変化は、複数の経年変化センサの測定におけるシステマティックなランダムばらつきを示す経年変化誤差分布を含む、前記方法。
［Ｃ１６］
Ｃ１３に記載の方法であって、前記感知された経年変化に基づいて前記係数テーブルを更新することは、供給電圧と性能センサの測定との間の関係を使用して、前記経年変化ガードバンドを前記係数テーブルの中の値に関連付けることをさらに含む、前記方法。
［Ｃ１７］
Ｃ１１に記載の方法は、さらに下記を備える、
前記集積回路の経年変化を周期的に感知することと、
前記周期的に感知された経年変化に基づいて前記係数テーブルをさらに更新することと、
前記さらに更新された係数テーブルを使用して動的な電圧及び周波数の調整を継続すること。
［Ｃ１８］
Ｃ１１に記載の方法であって、前記安全な電圧及び周波数は、ワーストケースの経年変化に対する前記集積回路の信頼できる動作を可能にする、前記方法。
［Ｃ１９］
集積回路であって、前記集積回路は下記を備える、
前記集積回路において回路要素の経年変化を感知するように構成される経年変化センサ、ここにおいて、前記経年変化センサは、経年変化した及び経年変化していない両方の条件において回路の速度を測定するために前記同じ回路を使用する、と、
前記集積回路において使用される供給電圧を制御するように構成されたコア電力低減制御モジュール、ここにおいて、前記供給電圧は、前記経年変化センサによって感知される経年変化に少なくとも部分的に基づく。
［Ｃ２０］
Ｃ１９に記載の集積回路であって、前記経年変化センサが、
第１の入力と第１の出力とを有する第１のディレイチェーンと、
第２の入力と第２の出力とを有する第２のディレイチェーンと、
前記第１のディレイチェーンと前記第２のディレイチェーンとを、経年変化している状態、経年変化した発振状態、又は経年変化していない発振状態におくように構成される制御モジュールと、
を備える、前記集積回路。
［Ｃ２１］
Ｃ２０に記載の集積回路であって、
前記経年変化している状態は、前記第１のディレイチェーンと前記第２のディレイチェーンとに動作電圧を供給することと、前記第１の入力に第１の論理値を、前期第２の入力に第２の論理値を供給すること、ここにおいて、前記第１の論理値は、前記第２の論理値の相補的なものである、とを含み、
前記経年変化した発振状態は、経年変化によって遅くされた周波数で発振するように、前記第１のディレイチェーンと前記第２のディレイチェーンを結合することを含み、
前記経年変化していない発振状態は、経年変化によって遅くされていない周波数で発振するように、前記第１のディレイチェーンと前記第２のディレイチェーンを結合することを含む、
前記集積回路。
［Ｃ２２］
Ｃ１９に記載の集積回路であって、前記コア電力低減制御モジュールが、
安全な電圧及び周波数で前記集積回路の動作を初期化し、
複数の動作周波数に関する目標性能センサの測定値を含む係数テーブルにおける初期値を使用して、前記集積回路の動的な電圧及び周波数のスケーリンを可能にし、
前記経年変化センサを使用して前記集積回路の経年変化を感知し、
感知された経年変化に基づいて前記係数テーブルを更新し、
前記更新された係数テーブルを使用して動的な電圧及び周波数の調整を継続する、
ように構成される、前記集積回路。
［Ｃ２３］
Ｃ２２に記載の集積回路であって、前記コア電力低減制御モジュールは、経年変化ガードバンドを決定するために、感知された経年変化に、センサの経年変化と動作回路の経年変化との間の関係を示す経年変化調整レシオと、動作回路の最大動作周波数と電圧との間の関係を示す周波数対電圧調整ファクタとを乗じることによって、前記感知された経年変化に基づいて前記係数テーブルを更新するように構成される、前記集積回路。
［Ｃ２４］
Ｃ２３に記載の集積回路であって、前記感知された経年変化に基づいて前記係数テーブルを更新することは、経年変化によるセンサの発振周波数におけるパーセンテージの変化として表現される前記感知された経年変化を使用し、ここにおいて、前記集積回路の経年変化を感知することは、複数の経年変化センサを測定することを含み、経年変化によるセンサの発振周波数における前記パーセンテージの変化は、複数の経年変化センサの測定におけるシステマティックなランダムばらつきを示す経年変化誤差分布を含む、前記集積回路。
［Ｃ２５］
集積回路であって、前記集積回路は下記を備える、
経年変化した及び経年変化していない両方の条件において回路の速度を測定するために前記同じ回路を使用して前記集積回路において回路要素の経年変化を感知するための手段と、
前記集積回路において使用される供給電圧を制御するように構成された前記集積回路の経年変化除去のための手段、ここにおいて、前記供給電圧は、前記集積回路によって感知される経年変化に少なくとも部分的に基づく。
［Ｃ２６］
Ｃ２５に記載の集積回路であって、経年変化を感知するための前記手段が、
第１の入力と第１の出力とを有する第１のディレイチェーンと、
第２の入力と第２の出力とを有する第２のディレイチェーンと、
前記第１のディレイチェーンと前記第２のディレイチェーンとを、経年変化している状態、経年変化した発振状態、又は経年変化していない発振状態におくように構成される制御モジュールと、
を備える、前記集積回路。
［Ｃ２７］
Ｃ２６に記載の集積回路であって、
前記経年変化している状態は、前記第１のディレイチェーンと前記第２のディレイチェーンとに動作電圧を供給することと、前記第１の入力に第１の論理値を、前期第２の入力に第２の論理値を供給すること、ここにおいて、前記第１の論理値は、前記第２の論理値の相補的なものである、とを含み、
前記経年変化した発振状態は、経年変化によって遅くされた周波数で発振するように、前記第１のディレイチェーンと前記第２のディレイチェーンを結合することを含み、
前記経年変化していない発振状態は、経年変化によって遅くされていない周波数で発振するように、前記第１のディレイチェーンと前記第２のディレイチェーンを結合することを含む、
前記集積回路。
［Ｃ２８］
Ｃ２５に記載の集積回路であって、経年変化除去のための前記手段が、
安全な電圧及び周波数で前記集積回路の動作を初期化し、
複数の動作周波数に関する目標性能センサの測定値を含む係数テーブルにおける初期値を使用して、前記集積回路の動的な電圧及び周波数のスケーリンを可能にし、
経年変化を感知するための前記手段を使用して前記集積回路の経年変化を感知し、
感知された経年変化に基づいて前記係数テーブルを更新し、
前記更新された係数テーブルを使用して動的な電圧及び周波数の調整を継続する、
ように構成される、前記集積回路。
［Ｃ２９］
Ｃ２８に記載の集積回路であって、前記経年変化除去のための手段は、経年変化ガードバンドを決定するために、感知された経年変化に、センサの経年変化と動作回路の経年変化との間の関係を示す経年変化調整レシオと、動作回路の最大動作周波数と電圧との間の関係を示す周波数対電圧調整ファクタとを乗じることによって、前記感知された経年変化に基づいて前記係数テーブルを更新するように構成される、前記集積回路。
［Ｃ３０］
Ｃ２９に記載の集積回路であって、前記感知された経年変化に基づいて前記係数テーブルを更新することは、経年変化によるセンサの発振周波数におけるパーセンテージの変化として表現される、前記感知された経年変化を使用し、ここにおいて、前記集積回路の経年変化を感知することは、複数の経年変化センサを測定することを含み、経年変化によるセンサの発振周波数における前記パーセンテージの変化は、複数の経年変化センサの測定におけるシステマティックなランダムばらつきを示す経年変化誤差分布を含む、前記集積回路。
【手続補正書】
【提出日】平成28年12月1日(2016.12.1)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
集積回路の経年変化を感知するための回路であって、前記回路は下記を備える、
第１の入力と第１の出力とを有する第１のディレイチェーンと、
第２の入力と第２の出力とを有する第２のディレイチェーンと、
前記第１のディレイチェーンと前記第２のディレイチェーンとを、前記第１と第２のディレイチェーンの中の回路要素が経年変化する経年変化している状態、前記第１のディレイチェーンが経年変化した回路要素の遅延に基づく周波数で発振するクロック出力を作成するために前記第２のディレイチェーンと結合される経年変化した発振状態、又は前記第１のディレイチェーンが経年変化していない回路要素の遅延に基づく周波数で発振する前記クロック出力を作成するために前記第２のディレイチェーンと結合される経年変化していない発振状態におくように構成された制御モジュール。
【請求項２】
請求項１に記載の回路であって、前記第１のディレイチェーンは、前記第１の入力と前記第１の出力との間に結合された遅延要素の第１のチェーンを含み、前記第２のディレイチェーンは、前記第２の入力と前記第２の出力との間に結合された遅延要素の第２のチェーンを含む、前記回路。
【請求項３】
請求項２に記載の回路であって、前記遅延要素の各々はインバータを含む、前記回路。
【請求項４】
請求項３に記載の回路であって、各々のインバータは、直列の複数のｐチャネルトランジスタ、及び直列の複数のｎチャネルトランジスタを含む、前記回路。
【請求項５】
請求項１に記載の回路であって、前記経年変化している状態は、前記第１のディレイチェーンと前記第２のディレイチェーンとに動作電圧を供給することを含む、前記回路。
【請求項６】
請求項５に記載の回路であって、前記経年変化している状態は、前記第１の入力に第１の論理値を、前期第２の入力に第２の論理値を供給することをさらに含み、ここにおいて、前記第１の論理値は、前記第２の論理値の相補的なものである、前記回路。
【請求項７】
請求項１に記載の回路であって、前記経年変化した発振状態における前記クロック出力の前記発振の前記周期は、経年変化によって遅くされた前記第１のディレイチェーンを通る遷移の遅延と経年変化によって遅くされた前記第２のディレイチェーンを通る遷移の遅延との組み合わせを含む、前記回路。
【請求項８】
請求項１に記載の回路であって、前記経年変化していない発振状態における前記クロック出力の前記発振の前記周期は、経年変化によって遅くされていない前記第１のディレイチェーンを通る遷移の遅延と経年変化によって遅くされていない前記第２のディレイチェーンを通る遷移の遅延との組み合わせを含む、前記回路。
【請求項９】
請求項６に記載の回路であって、前記経年変化した発振状態は、前記第１の出力と第２の出力との間で選択することと、前記選択された信号を前記第１の入力と前記第２の入力とに結合することとを含み、ここにおいて、前記第１の入力が前記第１の論理値に遷移した後に、前記第１の出力が選択され、前記第２の入力が前記第２の論理値に遷移した後に、前記第２の出力が選択される、前記回路。
【請求項１０】
請求項６に記載の回路であって、前記経年変化していない発振状態は、前記第１の出力と第２の出力との間で選択することと、前記選択された信号を前記第１の入力と前記第２の入力とに結合することとを含み、ここにおいて、前記第１の入力が前記第２の論理値に遷移した後に、前記第１の出力が選択され、前記第２の入力が前記第１の論理値に遷移した後に、前記第２の出力が選択される、前記回路。
【請求項１１】
集積回路の経年変化除去のための方法であって、前記方法は下記を備える、
安全な電圧及び周波数で前記集積回路の動作を初期化することと、
複数の動作周波数に関する目標性能センサの測定値を含む係数テーブルにおける初期値を使用して、前記集積回路の動的な電圧及び周波数の調整を可能にすることと、
経年変化センサを使用して前記集積回路の経年変化を感知することと、
経年変化ガードバンドを決定するために、前記感知された経年変化に、センサの経年変化と動作回路の経年変化との間の関係を示す経年変化調整レシオと、前記動作回路の最大動作周波数と電圧との間の関係を示す周波数対電圧調整ファクタとを乗じることを含む前記感知された経年変化に基づいて前記係数テーブルを更新することと、
前記更新された係数テーブルを使用して動的な電圧及び周波数の調整を継続すること。
【請求項１２】
請求項１１に記載の方法であって、前記集積回路の経年変化を感知することは、経年変化によって遅くされたリングオッシレータの周波数を測定することと、経年変化によって遅くされない前記リングオッシレータの周波数を測定することとを含む、前記方法。
【請求項１３】
請求項１１に記載の方法であって、前記感知された経年変化に基づいて前記係数テーブルを更新することは、経年変化によるセンサの発振周波数におけるパーセンテージの変化として表現される前記感知された経年変化を使用する、前記方法。
【請求項１４】
請求項１３に記載の方法であって、前記集積回路の経年変化を感知することは、複数の経年変化センサを測定することを含み、経年変化によるセンサの発振周波数における前記パーセンテージの変化は、前記複数の経年変化センサの測定におけるシステマティックなランダムばらつきを示す経年変化誤差分布を含む、前記方法。
【請求項１５】
請求項１１に記載の方法であって、前記感知された経年変化に基づいて前記係数テーブルを更新することは、供給電圧と性能センサの測定との間の関係を使用して、前記経年変化ガードバンドを前記係数テーブルの中の値に関連付けることをさらに含む、前記方法。
【請求項１６】
請求項１１に記載の方法は、さらに下記を備える、
前記集積回路の経年変化を周期的に感知することと、
前記周期的に感知された経年変化に基づいて前記係数テーブルをさらに更新することと、
前記さらに更新された係数テーブルを使用して動的な電圧及び周波数の調整を継続すること。
【請求項１７】
請求項１１に記載の方法であって、前記安全な電圧及び周波数は、ワーストケースの経年変化に対する前記集積回路の信頼できる動作を可能にする、前記方法。
【請求項１８】
集積回路であって、前記集積回路は下記を備える、
前記集積回路において回路要素の経年変化を感知するように構成される経年変化センサ、ここにおいて、前記経年変化センサは、経年変化した及び経年変化していない両方の条件において回路の速度を測定するために前記同じ回路を使用する、と、
前記集積回路において使用される供給電圧を制御するように構成されたコア電力低減制御モジュール、ここにおいて、前記供給電圧は、複数の動作周波数のための目標性能センサの測定値を含む係数テーブルにおける値に基づいて制御され、前記コア電力低減制御モジュールは、経年変化ガードバンドを決定するために、前記感知された経年変化に、センサの経年変化と動作回路の経年変化との間の関係を示す経年変化調整レシオと、前記動作回路の最大動作周波数と電圧との間の関係を示す周波数対電圧調整ファクタとを乗じることによって、前記感知された経年変化に基づいて前記係数テーブルを更新するようにさらに構成される。
【請求項１９】
請求項１８に記載の集積回路であって、前記経年変化センサが、
第１の入力と第１の出力とを有する第１のディレイチェーンと、
第２の入力と第２の出力とを有する第２のディレイチェーンと、
前記第１のディレイチェーンと前記第２のディレイチェーンとを、前記第１と第２のディレイチェーンの中の回路要素が経年変化する経年変化している状態、前記第１のディレイチェーンが経年変化した回路要素の遅延に基づく周波数で発振するクロック出力を作成するために前記第２のディレイチェーンと結合される経年変化した発振状態、又は前記第１のディレイチェーンが経年変化していない回路要素の遅延に基づく周波数で発振する前記クロック出力を作成するために前記第２のディレイチェーンと結合される経年変化していない発振状態におくように構成される制御モジュールと、
を備える、前記集積回路。
【請求項２０】
請求項１９に記載の集積回路であって、
前記経年変化している状態は、前記第１のディレイチェーンと前記第２のディレイチェーンとに動作電圧を供給することと、前記第１の入力に第１の論理値を、前期第２の入力に第２の論理値を供給すること、ここにおいて、前記第１の論理値は、前記第２の論理値の相補的なものである、とを含み、
前記経年変化した発振状態における前記クロック出力の前記発振の前記周期は、経年変化によって遅くされた前記第１のディレイチェーンを通る遷移の遅延と経年変化によって遅くされた前記第２のディレイチェーンを通る遷移の遅延との組み合わせを含み、
前記経年変化していない発振状態における前記クロック出力の前記発振の前記周期は、経年変化によって遅くされていない前記第１のディレイチェーンを通る遷移の遅延と経年変化によって遅くさていない前記第２のディレイチェーンを通る遷移の遅延との組み合わせを含む、
前記集積回路。
【請求項２１】
請求項１８に記載の集積回路であって、前記コア電力低減制御モジュールが、
安全な電圧及び周波数で前記集積回路の動作を初期化し、
前記係数テーブルにおける初期値を使用して、前記集積回路の動的な電圧及び周波数の調整を可能にし、
前記経年変化センサを使用して前記集積回路の経年変化を感知し、
前記更新された係数テーブルを使用して動的な電圧及び周波数の調整を継続する、
ようにさらに構成される、前記集積回路。
【請求項２２】
請求項１８に記載の集積回路であって、前記感知された経年変化に基づいて前記係数テーブルを更新することは、経年変化によるセンサの発振周波数におけるパーセンテージの変化として表現される前記感知された経年変化を使用し、ここにおいて、前記集積回路の経年変化を感知することは、複数の経年変化センサを測定することを含み、経年変化によるセンサの発振周波数における前記パーセンテージの変化は、前記複数の経年変化センサの測定におけるシステマティックなランダムばらつきを示す経年変化誤差分布を含む、前記集積回路。
【請求項２３】
集積回路であって、前記集積回路は下記を備える、
前記集積回路において回路要素の経年変化を感知するための手段であって、
第１の入力と第１の出力とを有する第１のディレイチェーンと、
第２の入力と第２の出力とを有する第２のディレイチェーンと、
前記第１のディレイチェーンと前記第２のディレイチェーンとを、前記第１と第２のディレイチェーンの中の回路要素が経年変化する経年変化している状態、前記第１のディレイチェーンが経年変化した回路要素の遅延に基づく周波数で発振するクロック出力を作成するために前記第２のディレイチェーンと結合される経年変化した発振状態、又は前記第１のディレイチェーンが経年変化していない回路要素の遅延に基づく周波数で発振する前記クロック出力を作成するために前記第２のディレイチェーンと結合される経年変化していない発振状態におくように構成される制御モジュールと、
を含む、感知するための手段と、
前記集積回路において使用される供給電圧を制御するように構成された前記集積回路の経年変化除去のための手段、ここにおいて、前記供給電圧は、前記集積回路によって感知される経年変化に少なくとも部分的に基づく。
【請求項２４】
請求項２３に記載の集積回路であって、
前記経年変化している状態は、前記第１のディレイチェーンと前記第２のディレイチェーンとに動作電圧を供給することと、前記第１の入力に第１の論理値を、前期第２の入力に第２の論理値を供給すること、ここにおいて、前記第１の論理値は、前記第２の論理値の相補的なものである、とを含み、
前記経年変化した発振状態における前記クロック出力の前記発振の前記周期は、経年変化によって遅くされた前記第１のディレイチェーンを通る遷移の遅延と経年変化によって遅くされた前記第２のディレイチェーンを通る遷移の遅延との組み合わせを含み、
前記経年変化していない発振状態における前記クロック出力の前記発振の前記周期は、経年変化によって遅くされていない前記第１のディレイチェーンを通る遷移の遅延と年変化によって遅くされていない前記第２のディレイチェーンを通る遷移の遅延との組み合わせを含む、
前記集積回路。
【請求項２５】
請求項２３に記載の集積回路であって、経年変化除去のための前記手段が、
安全な電圧及び周波数で前記集積回路の動作を初期化し、
複数の動作周波数に関する目標性能センサの測定値を含む係数テーブルにおける初期値を使用して、前記集積回路の動的な電圧及び周波数の調整を可能にし、
経年変化を感知するための前記手段を使用して前記集積回路の経年変化を感知し、
前記感知された経年変化に基づいて前記係数テーブルを更新し、
前記更新された係数テーブルを使用して動的な電圧及び周波数の調整を継続する、
ようにさらに構成される、前記集積回路。
【請求項２６】
請求項２５に記載の集積回路であって、経年変化除去のための前記手段は、経年変化ガードバンドを決定するために、前記感知された経年変化に、センサの経年変化と動作回路の経年変化との間の関係を示す経年変化調整レシオと、前記動作回路の最大動作周波数と電圧との間の関係を示す周波数対電圧調整ファクタとを乗じることによって、前記感知された経年変化に基づいて前記係数テーブルを更新するように構成される、前記集積回路。
【請求項２７】
請求項２６に記載の集積回路であって、前記感知された経年変化に基づいて前記係数テーブルを更新することは、経年変化によるセンサの発振周波数におけるパーセンテージの変化として表現される、前記感知された経年変化を使用し、ここにおいて、前記集積回路の経年変化を感知することは、複数の経年変化センサを測定することを含み、経年変化によるセンサの発振周波数における前記パーセンテージの変化は、前記複数の経年変化センサの測定におけるシステマティックなランダムばらつきを示す経年変化誤差分布を含む、前記集積回路。
【国際調査報告】
2017517873.tif 000012
2017517873.tif 000013
2017517873.tif 000014
2017517873.tif 000015
2017517873.tif 000016