时钟网络的开关控制方法、装置及处理器制造方法及图纸

本发明专利技术提供一种时钟网络的开关控制方法、装置及处理器，时钟网络包括驱动时钟结构和时钟网格，所述驱动时钟结构用于驱动所述时钟网格，所述驱动时钟结构和所述时钟网格中设置有开关，其中，方法包括：接收开关断开信号，并根据所述开关断开信号，依次断开所述时钟网格中的开关、所述驱动时钟结构中的低优先级开关和所述驱动时钟结构中的高优先级开关；接收开关闭合信号，并根据所述开关闭合信号，依次闭合所述驱动时钟结构中的高优先级开关、所述驱动时钟结构中的低优先级开关和所述时钟网格中的开关。本发明专利技术提供的时钟网络的开关控制方法、装置及处理器能够降低时钟网络的误码率。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及处理器技术，尤其涉及一种时钟网络的开关控制方法、装置及处理器。
技术介绍
随着处理器的快速发展，处理器芯片上设置的晶体管数目逐渐增多，芯片的复杂程度逐渐提高，芯片的功耗随之增大，成为现阶段处理器芯片发展的一个瓶颈。在处理器的设计中，时钟信号必须以较低的时钟偏差被分到处理器芯片上所有时序单元的时钟端，形成时钟网络。时钟信号成为处理器芯片中分布面积最大，负载最多，且也是最重要的控制信号，消耗在时钟网络上的功耗占芯片总功耗的比重非常大。因此，降低消耗在时钟网络上的功耗成为一项重要的课题。时钟网络主要包括时钟线和时序单元，各时序单元通过时钟线连接至时钟源，接收时钟源发出的时钟信号。对应的，消耗在时钟网络上的功耗主要分为时钟线的功耗和时序单元内部的功耗。沿着时钟信号的传输方向，时钟线和时序单元的数量逐渐增多，最末一层时序单元的数量是最多的，其负载功耗的消耗量也是最大的。时序单元通过时钟线的连接可构成多种形式的时钟结构，例如网格结构、树形结构、鱼骨结构等，多种时钟结构相结合进而形成时钟网络。其中，为时序单元提供时钟信号多采用网格结构，将时序单元中相同的时钟信号节点短接在一起，形成时钟网格。当处理器芯片上出现电压波动而导致某些节点之间出现电压差时，各节点之间短接的线路上就会有电流流过，以实现将各节点之间的电势抹平，最终降低了同一个网格结构下的各时序单元之间的时钟信号差异。在实际应用中，时钟网格通常与其它形式的时钟结构结合起来形成混合结构，常见的配置有鱼骨结构+网格结构，以及树形结构+网格结构等。图1为一种典型的树形结构驱动时钟网格的时钟分布结构示意图，如图1所示，该结构包括前驱时钟树101、时钟网格102以及负载时钟树103，其中，前驱时钟树101用于将时钟源104发出的时钟信号以较小的时钟偏差传送至时钟网格102上的各个节点，前驱时钟树101可以为普通树，也可以为二叉树或H树。时钟网格102能够纠正时钟偏差，使得时钟网格102上各个节点之间的电势差近似相等。负载时钟树103用于将各时序单元挂载到时钟网格102上，以接收时钟信号，可以通过直接挂载的方式，也可以通过树形结构挂载，图1示出的结构是树形挂载。目前，用于降低时钟网络中末层时序单元功耗的常用技术为时钟门控技术，即在末层时钟网格与末层时序单元之间设置门控单元，当门控单元打开时进行传递时钟信号，当门控单元闭合时，输出的时钟信号的跳变沿被抹掉，因此，该门控单元驱动的时序单元的时钟端就不会发生翻转，节约了时钟线翻转和时序单元时钟入口电容充放电所带来的动态功耗，降低了末层时序单元的功耗。由于时钟网格与时钟源之间上层结构的时钟信号必须保持一致，因此利用时钟门控技术来降低功耗的方法无法应用在时钟网格以及该上层结构，只能够用在时钟网格下层的时序单元中。对于上述时钟门控技术的应用问题，技术人员提出了在时钟网格和前驱时钟树中设置开关的方式，其中，时钟网格中的网格开关可以设置在时钟网格的任意位置，当网格开关闭合时形成一个完整的时钟网格，在全局范围内起到降低时钟偏差的作用，当网格开关断开时可将时钟网格划分为至少两个不相连的网格区域，可单独在某一部分网格区域与所驱动的时序单元之间设置门控单元，采用时钟门控技术来实现降低功耗。但若在时钟网格和前驱时钟树中都设置开关，开关打开或关闭的瞬间都会增加开关两侧的电压差，容易出现台阶电位的现象，导致误码率增大。
技术实现思路
本专利技术提供一种时钟网络的开关控制方法、装置及处理器，用于降低时钟网络的误码率。本专利技术实施例提供一种时钟网络的开关控制方法，所述时钟网络包括驱动时钟结构和时钟网格，所述驱动时钟结构用于驱动所述时钟网格，所述驱动时钟结构和所述时钟网格中设置有开关，所述方法包括：接收开关断开信号，并根据所述开关断开信号，依次断开所述时钟网格中的开关、所述驱动时钟结构中的低优先级开关和所述驱动时钟结构中的高优先级开关；接收开关闭合信号，并根据所述开关闭合信号，依次闭合所述驱动时钟结构中的高优先级开关、所述驱动时钟结构中的低优先级开关和所述时钟网格中的开关。如上所述的时钟网络的开关控制方法，断开所述时钟网格中的开关，包括：同步断开连接在所述时钟网格中的设定区域与所述时钟网格中除所述设定区域之外的其余区域之间的全部开关。如上所述的时钟网络的开关控制方法，闭合所述时钟网格中的开关，包括：同步闭合连接在所述时钟网格中的设定区域与所述时钟网格中除所述设定区域之外的其余区域之间的全部开关。如上所述的时钟网络的开关控制方法，所述驱动时钟结构为树形结构；所述接收开关断开信号，并根据所述开关断开信号，依次断开所述时钟网格中的开关、所述驱动时钟结构中的低优先级开关和所述驱动时钟结构中的高优先级开关，包括：接收开关断开信号，并根据所述开关断开信号，沿着所述时钟网格、所述树形结构的低级分支至所述树形结构的高级分支的方向，依次断开所述时钟网格中的开关、所述树形结构的低级分支中的开关和所述树形结构的高级分支中的开关；所述接收开关闭合信号，并根据所述开关闭合信号，所述依次闭合所述驱动时钟结构中的高优先级开关、所述驱动时钟结构中的低优先级开关和所述时钟网格中的开关，包括：接收开关闭合信号，并根据所述开关闭合信号，沿着所述树形结构的高级分支、所述树形结构的低级分支至所述时钟网格的方向，依次闭合所述树形结构的高级分支中的开关、所述树形结构的低级分支中的开关和所述时钟网格中的开关。如上所述的时钟网络的开关控制方法，各所述开关为传输门。如上所述的时钟网络的开关控制方法，所述开关断开信号为提供给所述时钟网络所在芯片的第一外部输入信号。如上所述的时钟网络的开关控制方法，所述开关闭合信号为提供给所述时钟网络所在芯片的第二外部输入信号。如上所述的时钟网络的开关控制方法，所述开关断开信号为所述时钟网络所在芯片的第一内部控制信号。如上所述的时钟网络的开关控制方法，所述开关闭合信号为所述时钟网络所在芯片的第二内部控制信号。如上所述的时钟网络的开关控制方法，所述开关断开信号为所述时钟网格中设定区域对应门控单元的第一门控信号。如上所述的时钟网络的开关控制方法，所述开关闭合信号为所述时钟网格中设定区域对应门控单元的第二门控信号。本实施例还提供一种时钟网络的开关控制装置，所述时钟网络包括驱动时钟结构和时本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种时钟网络的开关控制方法，所述时钟网络包括驱动时钟结构和时钟网格，所述驱动时钟结构用于驱动所述时钟网格，所述驱动时钟结构和所述时钟网格中设置有开关，其特征在于，所述方法包括：接收开关断开信号，并根据所述开关断开信号，依次断开所述时钟网格中的开关、所述驱动时钟结构中的低优先级开关和所述驱动时钟结构中的高优先级开关；接收开关闭合信号，并根据所述开关闭合信号，依次闭合所述驱动时钟结构中的高优先级开关、所述驱动时钟结构中的低优先级开关和所述时钟网格中的开关。

【技术特征摘要】
1.一种时钟网络的开关控制方法，所述时钟网络包括驱动时钟结构和
时钟网格，所述驱动时钟结构用于驱动所述时钟网格，所述驱动时钟结构和
所述时钟网格中设置有开关，其特征在于，所述方法包括：
接收开关断开信号，并根据所述开关断开信号，依次断开所述时钟网格
中的开关、所述驱动时钟结构中的低优先级开关和所述驱动时钟结构中的高
优先级开关；
接收开关闭合信号，并根据所述开关闭合信号，依次闭合所述驱动时钟
结构中的高优先级开关、所述驱动时钟结构中的低优先级开关和所述时钟网
格中的开关。
2.根据权利要求1所述的时钟网络的开关控制方法，其特征在于，断
开所述时钟网格中的开关，包括：
同步断开连接在所述时钟网格中的设定区域与所述时钟网格中除所述设
定区域之外的其余区域之间的全部开关。
3.根据权利要求2所述的时钟网络的开关控制方法，其特征在于，闭
合所述时钟网格中的开关，包括：
同步闭合连接在所述时钟网格中的设定区域与所述时钟网格中除所述设
定区域之外的其余区域之间的全部开关。
4.根据权利要求1-3任一项所述的时钟网络的开关控制方法，其特征在
于，所述驱动时钟结构为树形结构；
所述接收开关断开信号，并根据所述开关断开信号，依次断开所述时钟
网格中的开关、所述驱动时钟结构中的低优先级开关和所述驱动时钟结构中
的高优先级开关，包括：
接收开关断开信号，并根据所述开关断开信号，沿着所述时钟网格、所
述树形结构的低级分支至所述树形结构的高级分支的方向，依次断开所述时
钟网格中的开关、所述树形结构的低级分支中的开关和所述树形结构的高级
分支中的开关；
所述接收开关闭合信号，并根据所述开关闭合信号，所述依次闭合所述
驱动时钟结构中的高优先级开关、所述驱动时钟结构中的低优先级开关和所
述时钟网格中的开关，包括：
接收开关闭合信号，并根据所述开关闭合信号，沿着所述树形结构的高
级分支、所述树形结构的低级分支至所述时钟网格的方向，依次闭合所述树
形结构的高级分支中的开关、所述树形结构的低级分支中的开关和所述时钟
网格中的开关。
5.根据权利要求1-3任一项所述的时钟网络的开关控制方法，其特征
在于，各所述开关为传输门。
6.根据权利要求1所述的时钟网络的开关控制方法，其特征在于，所
述开关断开信号为提供给所述时钟网络所在芯片的第一外部输入信号。
7.根据权利要求6所述的时钟网络的开关控制方法，其特征在于，所
述开关闭合信号为提供给所述时钟网络所在芯片的第二外部输入信号。
8.根据权利要求1所述的时钟网络的开关控制方法，其特征在于，所
述开关断开信号为所述时钟网络所在芯片的第一内部控制信号。
9.根据权利要求8所述的时钟网络的开关控制方法，其特征在于，所
述开关闭合信号为所述时钟网络所在芯片的第二内部控制信号。
10.根据权利要求1所述的时钟网络的开关...

【专利技术属性】
技术研发人员：王茹，杨梁，
申请(专利权)人：龙芯中科技术有限公司，
类型：发明
国别省市：北京;11