一种纳秒级快速调整芯片内部负载的系统技术方案

本发明专利技术涉及芯片设计技术领域，具体涉及一种纳秒级快速调整芯片内部负载的系统，该系统包括电流监测单元，用于获取每个时间间隔内芯片中相同电源域的等效电流，该等效电流为芯片内部相同电源域中所有电路模块的等效电流总和，每个电路模块的等效电流为各关键信号的最佳权重与翻转次数的加权求和；判断模块，用于计算相邻时间间隔内芯片相同电源域的等效电流的变化率，在等效电流的变化率大于门限值时，通知负载管理模块调节负载；负载管理模块用于降低芯片中相同电源域内负载的分配速度。本发明专利技术中电流能达到纳秒级的响应速度，达到及时调整负载分配速度的目的，解决了芯片由于电流突然增加而引起器件电压降低，从而导致电路不稳定甚至死机的问题。不稳定甚至死机的问题。不稳定甚至死机的问题。

【技术实现步骤摘要】
一种纳秒级快速调整芯片内部负载的系统


[0001]本专利技术涉及芯片设计
，具体涉及一种纳秒级快速调整芯片内部负载的系统。

技术介绍

[0002]芯片内部包括大量的场效应管，在芯片工作时信号的翻转次数越多说明芯片工作越频繁，工作负载越大，如果芯片电流增加过快，由于寄生电阻的存在，会导致寄生电阻上消耗的电压突然增加，而流经芯片器件的电压降低，进而导致芯片内部的工作电压突然降低。由于电流变化过快可能会导致芯片的工作电压突然低于芯片正常的工作电压范围，但是电源管理模块从检测出电流突然增加到调整芯片工作电压之间需要毫秒级的响应时间，因此会导致电源管理模块来不及响应，在这个时间段内芯片会由于电压不足导致功能问题甚至死机。

技术实现思路

[0003]为了解决上述技术问题，本专利技术的目的在于提供一种纳秒级快速调整芯片内部负载的系统，所采用的技术方案具体如下：一种纳秒级快速调整芯片内部负载的系统，该调整系统包括电流监测单元、判断模块和负载管理模块，其中：所述电流监测单元，用于获取在每个时间间隔内芯片相同电源域的等效电流；所述芯片中相同电源域的等效电流为芯片内部相同电源域中所有电路模块的等效电流总和，每个电路模块的等效电流为各关键信号的最佳权重与相应的关键信号的翻转次数的加权求和；所述判断模块，用于计算相邻时间间隔内芯片中相同电源域等效电流的变化率，比较所述等效电流的变化率与门限值的大小，在所述等效电流的变化率大于门限值时，通知负载管理模块调节负载；所述负载管理模块，用于在接收到调节负载信号之后，根据所述等效电流的变化率降低芯片中相同电源域内负载的分配速度。
[0004]本专利技术具有如下有益效果：本专利技术实施例通过统计关键信号的翻转次数并结合与存储的最佳权重计算等效电流，实时检测等效电流的变化率，在等效电流的变化率大于预设的门限值时，及时通知负载管理模块调整负载的分配速度，缓解电流的变化率，由于本专利技术实施例中电流能够达到纳秒级的响应速度，达到实时检测电流变化率，通过及时调整负载的分配速度，解决了芯片由于电流突然增加导致的供电不稳或者死机的技术问题。
附图说明
[0005]为了更清楚地说明本专利技术实施例或现有技术中的技术方案和优点，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单的介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本专利技术的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其它附图。
[0006]图1为本专利技术一个实施例所提供的一种纳秒级快速调整芯片内部负载的系统框图；图2为电流监测单元的示意图。
具体实施方式
[0007]为了更进一步阐述本专利技术为达成预定专利技术目的所采取的技术手段及功效，以下结合附图及较佳实施例，对依据本专利技术提出的一种纳秒级快速调整芯片内部负载的系统，其具体实施方式、结构、特征及其功效，详细说明如下。在下述说明中，不同的“一个实施例”或“另一个实施例”指的不一定是同一实施例。此外，一个或多个实施例中的特定特征、结构、或特点可由任何合适形式组合。
[0008]除非另有定义，本文所使用的所有的技术和科学术语与属于本专利技术的
的技术人员通常理解的含义相同。
[0009]下面结合附图具体的说明本专利技术所提供的一种纳秒级快速调整芯片内部负载的系统的具体方案。
[0010]请参阅图1，其示出了本专利技术一个实施例提供的一种纳秒级快速调整芯片内部负载的系统框图，该调整系统包括电流监测单元100、判断模块200和负载管理模块300，具体的：电流监测单元100，用于获取在每个时间间隔内芯片中相同电源域的等效电流；芯片中相同电源域的等效电流为芯片内部相同电源域内所有电路模块的等效电流总和，每个电路模块的等效电流为各关键信号的最佳权重与相应的关键信号的翻转次数的加权求和。
[0011]其中，时间间隔为纳秒级的时间间隔。
[0012]其中，同一个芯片相同电源域内包括多个电路模块，每个具有独立功能的电路模块的成熟设计也称为IP。
[0013]其中，关键信号是指各个电路模块内对芯片的电流有主要贡献的信号，关键信号也称为performance counters，用于表示电路模块内与硬件相关的活动的计数，每个关键信号表示一类操作，关键信号的值表示在统计时间内的相应操作发生的次数，其中一类操作是指读写操作或者运算操作等，运算操作包括加法操作、乘法操作等。
[0014]具体的，最佳权重和关键信号的筛选方法为：首先设置各关键信号的未知权重参数，统计历史时间间隔内各关键信号的翻转次数，同时获取该时间间隔内的等效电流；利用等效电流与实际的仿真电流相等的关系，建立等效电流与实际的仿真电流之间的等效电流模型，将多个历史时间间隔内的等效电流模型进行拟合得到最佳权重，其中等效电流模型满足以下条件：式中，表示第t个历史时间间隔内芯片中相同电源域的仿真电流，n表示相同电源域中第j个模块对应的历史关键信号的数量，J表示在芯片中相同电源域中电路模块的数量， 表示在第t个历史时间间隔内第j个模块中第i个历史关键信号的历史翻转
次数， 表示第j个模块对应的第i个关键信号的未知权重参数, b表示一个常数。
[0015]其中，在本专利技术实施例中通过仿真器对相同电源域内各个电路模块分别进行仿真得到每个模块的仿真电流，芯片中相同电源域的仿真电流为相同电源域内所有电路模块仿真电流之和。在其他实施例中，还可以采用其他的方法获得芯片中相同电源域内的仿真电流。其中结合现有技术中获取电路模块仿真电流或者芯片中相同电源域的仿真电流从而实现本专利技术的方法都落入本专利技术的保护范围之内。
[0016]优选的，为了筛选更加合适的关键信号以及更加精确的最佳权重，最佳权重和关键信号的筛选步骤进一步包括：在第一次对等效电流模型进行拟合得到的拟合曲线的拟合度大于预设的拟合阈值时，将第一个拟合得到的权重作为最佳权重；否则，增加关键信号的数量，根据增加后的关键信号再次拟合曲线，在拟合曲线的拟合度大于预设的拟合阈值时，相应的初始关键信号为筛选的满足条件的关键信号，其中各关键信号的权重为最佳权重。在保证拟合度的情况下，关键信号的数量越小，计算量越小，最终的硬件走线数量就越小，关键信号的筛选不仅能够降低计算量而且能够减少走线的数量，降低系统的复杂度。其中拟合度的计算方法采用现有技术，例如通过计算拟合曲线与实际曲线之间的均方差获取拟合度，具体的过程不再赘述。
[0017]优选的，关键信号的筛选步骤还可以是：对等效电流模型进行拟合，选取权重最大的预设数量的初始关键信号作为关键信号。预设数量可以根据需要设置，例如最大的前20个或者前10个。
[0018]优选的，该关键信号的筛选还可以是通过经验选取。
[0019]优选的，为了增加使最终拟合得到的最佳权重更加准确，在筛选关键信号和最佳权重之前，需要选取多种不同的工作状态，建立不同工作状态下的等效电流模型，通过拟合不同工作状态下的等效电流模型得到关键信号以及一组最佳权重，这一组最佳权重是能够适用于不同的工作状态。需要说明的本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种纳秒级快速调整芯片内部负载的系统，其特征在于，该调整系统包括电流监测单元、判断模块和负载管理模块，其中：所述电流监测单元，用于获取在每个时间间隔内芯片中相同电源域的等效电流；所述芯片中相同电源域的等效电流为芯片内部相同电源域中所有电路模块的等效电流总和，每个电路模块的等效电流为各关键信号的最佳权重与相应的关键信号的翻转次数的加权求和；所述判断模块，用于计算相邻时间间隔内芯片中相同电源域等效电流的变化率，比较所述等效电流的变化率与门限值的大小，在所述等效电流的变化率大于门限值时，通知负载管理模块调节负载；所述负载管理模块，用于在接收到调节负载信号之后，将所述等效电流的变化率与变化阈值进行比较，在所述等效电流的变化率大于变化阈值时降低芯片中相同电源域内负载的分配速度。2.根据权利要求1所述的一种纳秒级快速调整芯片内部负载的系统，其特征在于，所述电流监测单元包括累加器、乘加器和加法器，其中：所述累加器，用于累加各关键信号的翻转次数；所述乘加器，用于计算每个电路模块内各关键信号的所述翻转次数与最佳权重之间的加权求和得到电路模块的等效电流；所述加法器，用于将芯片中相同电源域内所有电路模块的等效电流进行相加得到芯片中相同电源域的等效电流。3.根据权利要求1所述的一种纳秒级快速调整芯片内部负载的系统，其特征在于，在所述等效电流的变化率大于变化阈值时降低芯片中相同电源域内负载的分配速度步骤，进一步包括以下优化步骤：计算所述等效电流的变化率与所述变化阈值之间的差值，所述差值为超标值；根据所述超标值查询映射表得到相应的负载分配速度的调节力度，使负载管理模块按照得到的调节力度调节负载分配速度；其中所述映射表记载了超标值与调节力度的一一对应关系。4.根据权利要求1所述的一种纳秒级快速调整芯片内部负载的系统，其特征在于，在所述等效电流的变化率大于变化阈值时降低芯片中相同电源域内负载的分配速度步骤，进一步包括以下优化...

【专利技术属性】
技术研发人员：ꢀ七四专利代理机构，
申请(专利权)人：沐曦集成电路上海有限公司，
类型：发明
国别省市：