(57)【要約】【課題】装置稼動中における高速伝送路の信号品質劣化を精度の良く予兆し、障害発生を回避する。【解決手段】装置稼動中の温度変化によるバッファのインピーダンス変動に追随して、最適なインピーダンス調整値を出力する調整値制御論理の出力調整値と、既に設定されているインピーダンス調整値を照合し、その照合結果を予兆報告として利用して、関係するバッファが含まれる線路の使用を制御することで、当該線路の障害発生を回避する。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
メインロジックを含むＬＳＩを有する半導体システムにおいて、該メインロジックの信号を伝送路へ出力又は伝送路から入力する信号を保持するバッファと、ある調整値によって該バッファの特性を補正するインピーダンス調整部と、該調整値と装置の稼動中に変動する最適な調整値の差分を検出する調整値検出部と、該調整値検出部の出力に基づいて、発生する可能性のある障害を予兆する障害予兆部と、を有し、該障害予兆部の出力に基づいて、該バッファが含まれる線路の使用を制御することを特徴とする半導体システム。
【請求項２】
前記インピーダンス調整部は、該バッファと同様に調整可能でありその入力又は出力に該伝送路の特性インピーダンスに見合う外部基準抵抗が接続されたレプリカバッファと、該レプリカバッファの出力電位と基準電位とを比較する電圧比較回路と、該電圧比較回路の比較結果から電位間の差分を解消し収束する様にインピーダンスを制御する調整値を指示として出力する調整値制御論理と、該調整値制御論理から出力される該調整値の格納を制御する書込み選択論理と、該調整値を格納し該バッファに対し調整値を出力する設定レジスタと、収束した調整値により該バッファを制御する手段を有し、
該調整値検出部は、該調整値制御論理の出力する調整値と該設定レジスタの出力する調整値を比較して差分を検出することを特徴とする請求項１の半導体システム。
【請求項３】
前記該調整値検出部は、調整値間の差分の許容範囲を格納する記憶手段と、該差分が許容範囲内外かの判定をする判定手段と、該判定手段による判定の結果を該障害予兆部へ報告する線路とを有し、該障害予兆部は該報告線路を介して受信した信号に従って予兆制御を行うことを特徴とする請求項１又は２の半導体システム。
【請求項４】
該メインロジックは複数の入力信号又は出力信号を含み、更に、
入力線路又は出力線路に配置された複数の前記バッファと、該複数のバッファに対応した複数の前記インピーダンス調整部と、該メインロジックの複数の入力信号又は出力信号に対して、その入力線路又は出力線路を切替えるパススイッチ部と、を有し、該パススイッチ部は、該障害予兆部の出力によってその入力線路又は出力線路を切替えることを特徴とする請求項１乃至３のいずれかの半導体システム。
【請求項５】
該インピーダンス調整部は、該調整値検出部を含んで構成されることを特徴とする請求項１乃至４のいずれかの半導体システム。
【請求項６】
メインロジックを有する半導体システムにおいて、該メインロジックの信号を伝送路へ出力又は伝送路から入力する信号を保持するバッファと、ある調整値によって該バッファのインピーダンスを調整するインピーダンス調整部と、装置稼動中における環境の変化によって該バッファのインピーダンス変動に追随して、最適なインピーダンス調整値を出力する調整値制御論理の出力調整値と、既に設定されているインピーダンス調整値を照合する手段と、該照合手段による照合結果に基づいて、発生する可能性のある障害を予兆する障害予兆部と、を有し、該障害予兆部の出力に基づいて、該バッファが含まれる線路の使用を制御することを特徴とする半導体システム。
【請求項７】
前記照合手段は、該調整値制御論理の出力する調整値と該設定レジスタの出力する調整値を比較して差分を検出することを特徴とする請求項６の半導体システム。
【請求項８】
複数の複数の入力信号又は出力信号を有するメインロジックを含むＬＳＩを有する半導体システムにおいて、
該メインロジックの入力線路又は出力線路に配置された、該メインロジックから伝送路へ出力又は伝送路から入力する信号を保持する複数のバッファと、ある調整値によって複数の該バッファの特性を補正する複数の前記インピーダンス調整部と、該メインロジックの複数の入力信号又は出力信号に対して、その入力線路又は出力線路となるパスを切替えるパススイッチ部と、装置内の温度を検出するセンサからの検出信号に基づいて、発生する可能性のある障害を予兆する障害予兆部と、を有し、該パススイッチ部は、該障害予兆部の出力によってその入力線路又は出力線路を切替えることを特徴とする半導体システム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、半導体システムに係り、特に半導体装置を搭載した、インピーダンス調整機能を持つコンピュータ等の情報処理装置における障害予兆技術に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
コンピュータのプロセッサバスを含めた複数のＬＳＩ間を接続する伝送路における転送速度の高速化に伴い、伝送路の信号品質の確保が一層重要になっている。コンピュータの信号品質を確保する技術としては、搭載されるＬＳＩの出力バッファの特性ばらつきを補正する為のインピーダンス調整回路により、エラー発生自体を少なくするエラー抑止技術や、ＣＲＣエラー検出による再送信処理やＥＣＣ 1ビットエラー訂正処理などによりエラー発生時のリカバリを実施するエラー訂正技術、更には温度センサ等を搭載して装置の環境変動を観測し、想定外な状態を検出することによりエラー発生を予測・対応制御を実施する障害予兆技術などがある。
【０００３】
インピーダンス調整回路を用いたエラー抑止技術は、出力バッファの出力インピーダンスと伝送路のインピーダンスの不整合による反射等の不具合要因の発生を抑止する。通常、出力バッファのインピーダンス、ボード上の伝送路のインピーダンスは全て同じ値に整合するように設計されるが、出力バッファのインピーダンスは、プロセス条件等のばらつきにより変動するため、装置に搭載された状態で精度良く、インピーダンス調整が可能であることが期待される。
例えば、特許文献１（特開平１１−３１９６０公報）には、ＬＳＩを用いたシステムにおける伝送線路のインピーダンスを自動調整する技術が開示されている。
【０００４】
【特許文献１】特開平１１−３１９６０号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
従来の伝送路の品質確保に向けたインピーダンス調整回路や、障害予兆論理を持つ情報処理装置では、出力バッファ自体に付随するプロセスばらつきなどの静的な特性要因の対応や、温度センサで観測可能な精度でおこなわれる予兆対応としては有効ではある。しかし、これは装置稼動中の温度変化によるインピーダンス特性変動といった、伝送路のインピーダンスと不整合を引き起こし、より良い観測精度を必要とする動的な特性要因への対応には問題がある。
【０００６】
稼動中の出力バッファに対するインピーダンス調整値は、装置立ち上げ時に格納される設定レジスタの値に固定されているので、装置稼動中の温度変化からインピーダンス特性が変動すると、それに伴って設定レジスタの値は伝送路のインピーダンスと整合するのに最適な値ではなくなる。この設定レジスタの値と、稼動中に変動していく最適な調整値との差分が大きくなっていくことは、これがそのまま信号品質の劣化の度合いを表し、障害発生率は上昇する。
【０００７】
この温度変化に伴う動的な特性要因に対して、温度センサを搭載し、調整値間の差分に起因する障害を間接的に予兆することも可能ではあるが、明確に調整値間の差分を検出している訳ではない為、精度よく障害予兆を行うことはできず、温度センサによる障害予兆は、差分に起因する障害対応に利用するレベルとは言い難い。
【０００８】
本発明の目的は、装置稼動中における高速伝送路の信号品質劣化を精度の良く予兆し、障害発生を回避することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本発明は、装置稼動中に、調整値間の差分に起因する障害の要因を直接観測し、その観測結果を予兆報告として利用することで、非常に精度良く予兆対応できる。
また、本発明は、予兆の検出範囲、判定基準を管理でき、予兆対応の性能に対するオーバーヘッドを抑制し、障害発生を回避することが可能となる。
【００１０】
本発明は、好ましい例によれば、メインロジックを含むＬＳＩを有する半導体システムにおいて、該メインロジックの信号を伝送路へ出力又は伝送路から入力する信号を保持するバッファと、ある調整値によって該バッファの特性を補正するインピーダンス調整部と、該調整値と装置の稼動中に変動する最適な調整値の差分を検出する調整値検出部（或いは照合手段ともいう）と、該調整値検出部の出力に基づいて、発生する可能性のある障害を予兆する障害予兆部と、を有し、該障害予兆部の出力に基づいて、該バッファが含まれる線路の使用を制御することを特徴とする半導体システムとして構成される。
【００１１】
また、好ましい例では、前記インピーダンス調整部は、該バッファと同様に調整可能でありその入力又は出力に該伝送路の特性インピーダンスに見合う外部基準抵抗が接続されたレプリカバッファと、該レプリカバッファの出力電位と基準電位とを比較する電圧比較回路と、該電圧比較回路の比較結果から電位間の差分を解消し収束する様にインピーダンスを制御する調整値を指示として出力する調整値制御論理と、該調整値制御論理から出力される該調整値の格納を制御する書込み選択論理と、該調整値を格納し該バッファに対し調整値を出力する設定レジスタと、収束した調整値により該バッファを制御する手段を有し、該調整値検出部は、該調整値制御論理の出力する調整値と該設定レジスタの出力する調整値を比較して差分を検出する。
【００１２】
また、好ましくは、前記該調整値検出部は、調整値間の差分の許容範囲を格納する記憶手段と、該差分が許容範囲内外かの判定をする判定手段と、該判定手段による判定の結果を該障害予兆部へ報告する判定パスとを含み、該障害予兆部は該判定パスを介して受信した信号に従って予兆制御を行う。
【００１３】
また、他の好ましい例によれば、本発明は、複数の複数の入力信号又は出力信号を有するメインロジックを含むＬＳＩを有する半導体システムにおいて、該メインロジックの入力線路又は出力線路に配置された、該メインロジックから伝送路へ出力又は伝送路から入力する信号を保持する複数のバッファと、ある調整値によって複数の該バッファの特性を補正する複数の前記インピーダンス調整部と、該メインロジックの複数の入力信号又は出力信号に対して、その入力線路又は出力線路となるパスを切替えるパススイッチ部と、装置内の温度を検出するセンサからの検出信号に基づいて、発生する可能性のある障害を予兆する障害予兆部と、を有し、該パススイッチ部は、該障害予兆部の出力によってその入力線路又は出力線路を切替えることを特徴とする半導体システムとして構成される。
【発明の効果】
【００１４】
本発明の好ましい例によれば、装置稼動中の温度変化等に起因する入力又は出力バッファのインピーダンス特性変動といった伝送路のインピーダンスと不整合を引き起こす動的な特性要因を、入力又は出力バッファに対するインピーダンス調整値と装置稼動中に変動していく最適な調整値の間の差分として直接的に検出して、障害予兆のために利用することができる。これにより、効率良く予兆対応し、障害発生を回避することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１５】
以下に、本発明の実施形態を図面に基づいて詳細に説明する。
[実施例１]
図１は、一実施形態による半導体システムが適用される情報処理装置の構成ブロック図である。
この情報処理装置は、ボード１１００上に、ＬＳＩ６００と、複数の外部基準抵抗６０１，６０２を有する。ＬＳＩ６００は、メインロジック５１と、このメインロジック５１の複数の出力パス２６２，２６６に実装された複数の出力バッファ３７，４７と、複数の出力バッファ３７，４７の夫々のインピーダンスを調整する複数のインピーダンス調整部５５，５６、及びメインロジック５１の複数の出力信号２６１，２６５の出力経路を切替えるパススイッチ部５７、障害予兆対応を行う障害予兆論理５３、及びメインロジック５１からのパス制御信号２５１及び障害予兆論理５３からのパス切替信号２５３によってパススイッチ部５７のパス切り替え制御を行うスイッチ制御論理５２を有する。なお、インピーダンス調整部５５，５６は同じ構成であるので、以降、インピーダンス調整部５５側の符号を引用して説明する。
【００１６】
インピーダンス調整部５５は、出力バッファと同様に調整可能でありその出力に伝送路の特性インピーダンスに見合う外部基準抵抗６０１が接続されたレプリカバッファ３４と、レプリカバッファ３４の出力電位２３４と基準電位生成回路３１の基準電位２３１とを比較し、比較結果を出力する電圧比較回路３２と、電圧比較回路３２の比較結果から電位間の差分を解消し収束する様にインピーダンスを制御する調整値２３３を指示として出力する調整値制御論理３３と、設定レジスタ３６への調整値の書込みを制御する書込み選択論理３５と、出力バッファ３７，４７に対して出力する調整値２３６を格納する設定レジスタ３６と、調整値制御論理３３の出力する調整値２３３と設定レジスタ３６の出力する調整値２３６を比較して、差分を検出する調整値比較検出論理３８を有する。
【００１７】
障害予兆論理５３は、複数のインピーダンス調整部５５、５６の調整値比較検出論理３８からの調整値間差分検出出力２３８，２４８に従って障害予兆を行い、スイッチ制御論理５２に対してパス切替信号２５３を出力する。つまり、入力される調整値間差分出力（即ち対応する出力パスの障害発生可能性を示す情報）と、予兆実行の許可又は抑止を指示する予兆許可信号によって、当該出力パスに対するメインロジックの信号出力を抑止する制御を実施して、発生可能性のある障害を回避する。
【００１８】
次に、インピーダンス調整及び障害予兆の動作について説明する。
情報処理装置の立ち上がりシーケンス中、インピーダンス調整部５５は、伝送路のインピーダンスと整合する様に設定された外部基準抵抗６０１に接続されたレプリカバッファ３４の出力電位と、基準電位とを電圧比較回路３２で比較し、比較結果から調整値制御論理３３が電位間の差分を解消し、整合が取れる値に収束する様に、調整値を出力する。レプリカバッファ３４の出力インピーダンスが外部基準抵抗６０１のインピーダンスと整合したときに調整値は収束したことになり、書込み選択論理３５により最適な調整値が設定レジスタ３６に格納される。設定レジスタ３６に格納された値により、出力バッファ３７はインピーダンス調整され、外部基準抵抗６０１のインピーダンスと整合して、伝送路のインピーダンスと整合する。
【００１９】
書込み選択論理３５によって、設定レジスタ３６への格納が行われた時点では、調整値制御論理３３の出力する調整値と、設定レジスタ３６の出力する調整値は一致しており、調整値比較検出論理３８は差分が無いことから、インピーダンス不整合に伴う障害の発生確率は低いと判断でき、障害予兆論理５３に対し予兆報告を実施しない。
【００２０】
なお、出力バッファ４７に対しては、インピーダンス調整部５６により、独立に上記と同様なインピーダンス調整が実施される。インピーダンス調整後装置が立ち上がり、稼動状態になると、メインロジック２１からの出力データは、スイッチ制御論理５２により制御されたパススイッチ部５７を経由し、調整された出力バッファ３７及び出力バッファ４７から、外部に送信されることになる。
【００２１】
装置が稼動状態になり、出力バッファ３７の温度上昇が生じると、それに追随して出力バッファ３７のインピーダンス特性が変動する。しかし、出力バッファ３７に対するインピーダンス調整値は、装置立ち上げ時に格納される設定レジスタ３６の値に固定されている為、伝送路のインピーダンスと不整合を起こす確率は高くなる。出力バッファ３７のインピーダンス特性が変動すると、調整値制御論理３３の出力する調整値も同様に温度上昇に伴う変動を考慮した値に変動する。調整値制御論理３３の出力する調整値と設定レジスタ３６の出力する調整値と不一致となり、調整値比較検出論理３８は差分を検出する。そして、調整値比較検出論理３８は、その差分が一定値を超えたことを検出すると、インピーダンス不整合に伴う障害の発生確率は高くなると判断して、障害予兆論理５３に対して予兆報告を行う。
【００２２】
予兆報告を受けた障害予兆論理５３は、スイッチ制御論理５２に対してパス切替信号２５３を出力する。スイッチ制御論理５２は、パス制御信号２５１とパス切替信号２５３に基づいてパススイッチ部５７を制御して、出力バッファ３７を含むパスを使用しないように制御する。例えば出力パス２６２を使用禁止にして他の出力パスへ切替える。
【００２３】
調整値制御論理３３の出力する調整値と設定レジスタ３６の出力する調整値を比較する調整値比較検出論理３８は、インピーダンス不整合に伴う障害の要因を直接観測するのと同等の精度で観測することができる。そして、調整値比較検出論理３８の出力を障害予兆及びメインロジックの出力パスの切替えのために利用することで、情報処理装置における精度の良い障害予兆を実施することが可能となる。
【００２４】
[実施例２]
図２は、他の実施形態による情報処理装置の構成ブロック図である。
実施例２と上記実施例１との相違は、インピーダンス調整部５５において、調整値比較検出論理３８が、調整値間の差分の許容範囲Ｘを格納する記憶部３８１と、差分が許容範囲Ｘ以内か否かを判定する論理を備える点にあり、その他の構成は同じである。この判定論理は、例えば、検出された調整値間の差分の値ｗが許容範囲Ｘを超えたかを比較する比較論理回路を用いて実現できる。
【００２５】
装置が稼動状態になり、出力バッファ３７の温度上昇が生じると、調整値比較検出論理３８は、温度上昇に追随した調整値制御論理３３の出力する調整値と、立ち上げ時に格納された設定レジスタ３６の出力する調整値の差分を検出し、かつその検出された調整値間の差分の値が、予め設定された許容範囲Ｘ以内か否かを判定する。判定の結果、許容範囲Ｘを超えている場合には、障害予兆論理５３に対して予兆報告２３９，２４９を行う。予兆報告を受けた障害予兆論理５３は、上記の実施例と同様に、スイッチ制御論理５２に対してパス切替信号２５３を出力して、障害発生の可能性のある出力バッファを含む出力パスを使用禁止とするように制御する。
これにより、調整値比較検出論理３８及び障害予兆論理５３を搭載する情報処理装置は、予兆の検出範囲、判定基準を管理することが可能となり、予兆対応の性能に対するオーバーヘッドを制御することができる。
【００２６】
[実施例３]
図３は、他の実施形態による情報処理装置の構成ブロック図である。
この例は、上記実施例１，２のように、インピーダンス調整部５５´，５６´が調整値比較検出論理３８を有せず、固有の障害予兆論理５３´によって障害発生の可能性のある出力パスを切り離す制御を行う。
即ち、障害予兆論理５３´は、情報処理装置の所定の場所に備え付けた、例えば温度センサからの検出信号により障害予兆に対応する障害予兆の制御を行う。障害予兆論理５３´は、温度検出信号が、予め設定した所定値を超えたか否かを判断して、超えた場合には、温度異常と判断してパス切替信号２５３´を出力する。なお、出力バッファ３７のインピーダンス整合については、上記実施例と同様である。
【００２７】
障害予兆が無い通常の場合には、ＬＳＩ内のメインロジック５１からの出力データは、パススイッチ部５７を経由して、インピーダンス調整が済んでいる出力バッファ３７，４７を通して外部へと送信される。
【００２８】
一方、障害予兆がある場合、つまりセンサ検出信号によって温度異常が検出された場合には、障害予兆論理５３´からパス切替信号２５３´を新地制御論理５２へ出力し、パススイッチ部５７は障害が発生する可能性のあるパスを切り離すように制御する。
これにより、障害が実際に発生する程ではないが、性能に対するオーバーヘッドを伴ってパススイッチ部５７によって出力パスを切替えて変更することで、出力データの送信に障害を与えないように予兆制御を行うことができる。
【００２９】
尚、本発明は、上記実施形態における、調整可能な終端抵抗を内蔵した出力バッファだけでなく、調整可能な終端抵抗を接続した入力バッファ、或いは入出力バッファのインピーダンスを調整する場合にも、同様に適用することができる。
【図面の簡単な説明】
【００３０】
【図１】一実施形態による半導体システムの構成ブロック図、
【図２】一実施形態による半導体システムの構成ブロック図、
【図３】一実施形態による半導体システムの構成ブロック図。
【符号の説明】
【００３１】
１１００：ボード  ６００：ＬＳＩ  ６０１，６０２：外部基準抵抗  
３１：基準電位生成回路  ３２：電圧比較回路  ３３：調整値制御論理  ３４：レプリカバッファ  ３５：書込み選択論理  ３６：設定レジスタ  ３７，４７：出力バッファ  ３８：調整値比較検出論理  
５１：メインロジック  ５２：スイッチ制御論理  ５３：障害予兆論理  
２３１：基準電位  ２３３：インピーダンス調整値  ２３４，２４４：分圧電位  ２３６：調整値設定レジスタ出力  ２３７：ＬＳＩ出力信号  ２３８，２４８：調整値間差分検出出力  ２５１：パス制御信号  ２５３：パス切替信号  ２６１，２６５：出力信号  ２６２，２６６：出力パス。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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