ARM開發(fā)出新版“Razor”時序錯誤檢測技術(shù)
出處:技術(shù)在線 發(fā)布于:2011-09-02 22:27:29
英國ARM(Advanced RISC Machines)是微處理器行業(yè)的一家企業(yè),設(shè)計了大量高性能、廉價、耗能低的RISC處理器、相關(guān)技術(shù)及軟件。技術(shù)具有性能高、成本低和能耗省的特點。適用于多種領(lǐng)域,比如嵌入控制、消費/教育類多媒體、DSP和移動式應(yīng)用等。目前開發(fā)了新版可動態(tài)檢測并校正邏輯電路時序錯誤的技術(shù)“Razor”,并已在具有ARM的ISA(Industrial Standard Architecture,工業(yè)標(biāo)準(zhǔn)結(jié)構(gòu)總線)的CPU(Central Processing Unit)內(nèi)核上采用。這是在2010年2月8 日開始舉行的半導(dǎo)體相關(guān)國際會議“ISSCC 2010”上公布的(論文序號:15.6)。據(jù)稱,功耗(主動功耗與漏電功耗合計)削減了52%。在功耗偏差方面,不采用Razor時,批量間偏差為37mW,而采用Razor后,則可控制在10mW范圍內(nèi)。該技術(shù)由ARM與美國密西根大學(xué)(University of Michigan)共同開發(fā)。
ARM為削減CPU內(nèi)核的功耗,在此之前就一直在開發(fā)Razor技術(shù)。普遍情況下,普通的LSI(Large-scale integration )設(shè)計為了不使工藝偏差、電源噪聲(PI)以及PLL(Phase Locked Loop)的抖動等導(dǎo)致的邏輯電路偏差,在設(shè)計時都會保留充分的冗余(余度),但隨技術(shù)的微細(xì)化導(dǎo)致的工藝誤差的增大,這種冗余反而浪費了很大的功耗。通過在邏輯電路中嵌入錯誤檢測功能,可在即將發(fā)生錯誤之前,動態(tài)降低電源電壓,以此能降低功耗。
錯誤檢測通過對觸發(fā)器(FF)添加名為“transition-detector(TD)”的電路進(jìn)行。此次安裝了支持ARM ISA子集的內(nèi)核,在2976個FF中,相當(dāng)于總數(shù)17%的503個FF添加了TD。該內(nèi)核可在1GHz下工作。采用聯(lián)華電子(UMC)的65nm級 CMOS技術(shù)制造,并對63個樣品進(jìn)行了檢測。據(jù)悉,這次的TD與ARM于08年在ISSCC上發(fā)布的“RazorII”不同,可利用普通的時鐘(占空比為50%)。
錯誤校正(恢復(fù))通過使微處理器的管線延遲,并再次執(zhí)行未提交的指令而實現(xiàn)的。即Razor是電路技術(shù)及微架構(gòu)技術(shù)的混合形態(tài)。
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