[發(fā)明專利]用于時(shí)鐘網(wǎng)絡(luò)設(shè)計(jì)的方法和裝置

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201310216924.0
• 申請日: 2013-06-03
• 公開（公告）號(hào): CN103455086A
• 公開（公告）日: 2013-12-18
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: C·J·阿爾珀特;J·N·柯扎亞;李卓;J·J·帕倫博;錢海峰;P·J·萊斯特爾;施展毅;周英
• 申請（專利權(quán)）人: 國際商業(yè)機(jī)器公司
• 主分類號(hào): G06F1/10
• 分類號(hào): G06F1/10
• 代理公司: 北京市中咨律師事務(wù)所 11247
• 代理人: 于靜;張亞非

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明主題的實(shí)施例一般地涉及計(jì)算機(jī)領(lǐng)域，更具體地說，涉及設(shè)計(jì)功率高效的時(shí)鐘分配網(wǎng)絡(luò)。

背景技術(shù)

高性能超大規(guī)模集成（VLSI）芯片具有取決于外部時(shí)鐘信號(hào)的內(nèi)部時(shí)鐘信號(hào)。將內(nèi)部時(shí)鐘信號(hào)（以下稱為“時(shí)鐘信號(hào)”）分配給大量時(shí)鐘引腳。時(shí)鐘引腳是VLSI芯片（以下稱為“芯片”）上的特定位置或金屬形狀，它們具有已知或估計(jì)的有效引腳電容。時(shí)鐘信號(hào)的頻率決定芯片的頻率和周期時(shí)間。需要更短的周期時(shí)間和更高的芯片頻率以便提高芯片性能。時(shí)鐘偏斜（clock?skew）是時(shí)鐘信號(hào)在芯片中不同位置處的到達(dá)時(shí)間之差。時(shí)鐘偏斜可以限制可實(shí)現(xiàn)的周期時(shí)間并降低芯片性能。時(shí)鐘偏斜是時(shí)鐘信號(hào)電壓的變化率。

時(shí)鐘緩沖器（以下稱為“扇區(qū)（sector）緩沖器”）驅(qū)動(dòng)時(shí)鐘分配網(wǎng)絡(luò)的扇區(qū)（即，區(qū)段）中的時(shí)鐘信號(hào)。扇區(qū)緩沖器有助于減少時(shí)鐘偏斜并提高芯片性能。扇區(qū)緩沖器的輸出端點(diǎn)可以連接在扇區(qū)內(nèi)的多個(gè)位置中的一個(gè)或多個(gè)位置處。扇區(qū)緩沖器的輸出端點(diǎn)所連接的位置稱為匯點(diǎn)（sink）位置。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明主題的實(shí)施例包括一種方法，所述方法在時(shí)鐘網(wǎng)絡(luò)設(shè)計(jì)內(nèi)的扇區(qū)中確定多個(gè)初始匯點(diǎn)位置以便連接扇區(qū)緩沖器的輸出端點(diǎn)。所述扇區(qū)包括多個(gè)負(fù)載。至少部分地基于所述負(fù)載的大小以及所述負(fù)載與所述多個(gè)初始匯點(diǎn)位置之間的路徑的延遲而跨所述多個(gè)初始匯點(diǎn)位置平衡所述多個(gè)負(fù)載。跨所述多個(gè)初始匯點(diǎn)位置平衡所述多個(gè)負(fù)載將從所述多個(gè)負(fù)載產(chǎn)生負(fù)載群集。對(duì)于所述負(fù)載群集中的每個(gè)負(fù)載群集，確定至少大約在該負(fù)載群集的中心處的中心匯點(diǎn)位置。基于所述中心匯點(diǎn)位置而指示最終匯點(diǎn)位置。所述最終匯點(diǎn)位置是將時(shí)鐘信號(hào)驅(qū)動(dòng)到該負(fù)載群集的負(fù)載的扇區(qū)緩沖器的輸出端點(diǎn)的連接。

本發(fā)明主題的實(shí)施例包括一種方法，所述方法從時(shí)鐘網(wǎng)絡(luò)設(shè)計(jì)的扇區(qū)內(nèi)的多個(gè)負(fù)載創(chuàng)建負(fù)載群集，所述創(chuàng)建基于在所述負(fù)載群集之間平衡所述負(fù)載的大小，并基于所述群集中的每個(gè)群集和所述時(shí)鐘網(wǎng)絡(luò)設(shè)計(jì)的所述扇區(qū)中的多個(gè)匯點(diǎn)位置中的相應(yīng)位置的最小延遲。確定所述負(fù)載群集的中心。確定對(duì)應(yīng)于所述群集的中心以便連接扇區(qū)緩沖器的輸出端點(diǎn)的匯點(diǎn)位置。所述扇區(qū)緩沖器中的每個(gè)扇區(qū)緩沖器將時(shí)鐘信號(hào)驅(qū)動(dòng)到所述負(fù)載群集中的一個(gè)對(duì)應(yīng)負(fù)載群集。

附圖說明

通過參考附圖，可以更好地理解本發(fā)明，并且眾多目標(biāo)、特性和優(yōu)點(diǎn)將對(duì)本領(lǐng)域的技術(shù)人員變得顯而易見，這些附圖是：

圖1示出了具有匯點(diǎn)定位器單元的設(shè)計(jì)工具的實(shí)例概念圖，所述匯點(diǎn)定位器單元用于確定扇區(qū)中的扇區(qū)緩沖器的一個(gè)或多個(gè)輸出端點(diǎn)的連接點(diǎn)；

圖2示出了用于確定時(shí)鐘分配網(wǎng)絡(luò)的扇區(qū)中的扇區(qū)緩沖器的初始匯點(diǎn)位置、群集和最終匯點(diǎn)位置的匯點(diǎn)定位器單元的實(shí)例概念圖；

圖3示出了用于確定扇區(qū)中的扇區(qū)緩沖器的匯點(diǎn)位置的實(shí)例操作的流程圖；以及

圖4示出了具有匯點(diǎn)定位器單元的實(shí)例計(jì)算機(jī)系統(tǒng)。

具體實(shí)施方式

下面的描述包括包含本發(fā)明主題的技術(shù)的示例性系統(tǒng)、方法、技術(shù)、指令序列和計(jì)算機(jī)程序產(chǎn)品。但是，應(yīng)當(dāng)理解，可以在沒有這些特定的細(xì)節(jié)的情況下實(shí)現(xiàn)所述實(shí)施例。例如，實(shí)例涉及在時(shí)鐘設(shè)計(jì)網(wǎng)絡(luò)中確定匯點(diǎn)位置以便連接扇區(qū)緩沖器的輸出終端的匯點(diǎn)定位器單元。但是，實(shí)施例并不限于在時(shí)鐘設(shè)計(jì)網(wǎng)絡(luò)中確定匯點(diǎn)位置以便連接扇區(qū)緩沖器的輸出終端的匯點(diǎn)定位器單元。可以由包含在電路設(shè)計(jì)工具中的其它單元或系統(tǒng)存儲(chǔ)器確定匯點(diǎn)位置。在其它情況下，未詳細(xì)示出公知的指令實(shí)例、協(xié)議、結(jié)構(gòu)和技術(shù)以避免使說明書變得模糊不清。

匯點(diǎn)定位器單元通過減少時(shí)鐘偏斜以及時(shí)鐘信號(hào)的最小和最大轉(zhuǎn)換率之間的差，允許設(shè)計(jì)功率高效的時(shí)鐘分配網(wǎng)絡(luò)。驅(qū)動(dòng)時(shí)鐘信號(hào)的扇區(qū)緩沖器通常具有高扇出。此外，時(shí)鐘分配網(wǎng)絡(luò)通常具有不均勻分布的負(fù)載（例如，表示接收時(shí)鐘信號(hào)的電路的輸入電容的容性負(fù)載），這與傳統(tǒng)工具假設(shè)的均勻分布的負(fù)載相反。此外，多個(gè)負(fù)載通常通過時(shí)鐘網(wǎng)格、或一個(gè)或多個(gè)時(shí)鐘脊柱（clock?spine）、或其它局部布線結(jié)構(gòu)而在局部連接在一起。這些局部布線結(jié)構(gòu)在選擇的某些匯點(diǎn)位置連接到扇區(qū)緩沖器的輸出端點(diǎn)，以便減少時(shí)鐘偏斜并提高時(shí)鐘轉(zhuǎn)換率（clock?slew）。此外，當(dāng)選擇扇區(qū)緩沖器的匯點(diǎn)位置以便平衡到要驅(qū)動(dòng)的負(fù)載的路徑上的延遲時(shí)，可以進(jìn)一步提高芯片性能。