基於老化的部件使用度量的製作方法

2023-12-08 01:23:41

專利名稱：基於老化的部件使用度量的製作方法
基於老化的部件使用度量相關申請本申請的主題涉及2009年4月17日遞交的題為「USAGEMETERING BASED UPONHARDWARE AGING」的美國專利申請No. 12/426141的主題。
背景技術：
除非本文另外指出，否則本節中描述的素材不是本申請權利要求的現有技術，並且不應因包括在本節中而承認是現有技術。
通用圖形、數位訊號處理(DSP)和網絡處理器、靜態和動態隨機存取存儲器(SRAM和DRAM)、現場可編程門陣列(FPGA)和其他半導體設備和系統的設計、製造和運行時間管理的許多階段由使用這些設備的應用及其屬性來指導。通常重要的是，對設備和系統進行優化，使得在時間、面積和功率方面以高效且可靠的方式執行一般情況的操作和應用。具體地，通常重要的是，適當地斷定設備或系統的哪些部件最經常使用。在製造易變性和部件老化(例如，由於針對門和電晶體的負偏置溫度不穩定性(NBTI)和熱載流子注入(HCI)以及針對互連的電子遷移)的情況下，應用屬性也是集成電路優化的重要因素。長期壓型(profiling)信息可以用於提高合成流提取的所有級別下的優化，包括體系結構、微體系結構、寄存器傳送級、順序和組合邏輯綜合和物理設計。該信息還可以用於通過向編譯器、實用工具、作業系統(OS)、系統級管理和運行時管理(例如，可變電壓管理、熱管理和高速緩存線置換策略)提出更精確的對象和約束來優化製造期間的產量和性能，並且用於離線運行時優化。包括等待時間、吞吐量、最大功率、能量、可靠性的許多設計和運行時測量可以通過以下得以提高收集和分析相關集成電路的部件使用的頻率以及其他統計。理想地，壓型是低成本、快速、精確和可靠的。

發明內容
本公開總體上針對涉及基於老化的集成電路(IC)的部件使用度量的方法、系統、設備和/或裝置。簡言之，在各種實施例中，IC可以包括不同部件以及用於度量部件使用的基於老化的使用度量電路。部件可以包括彼此不同的相應的關聯使用向量，而基於老化的使用度量電路可以包括彼此耦合、形成用於處理不同的使用向量的不同處理路徑的電路元件。此夕卜，部件可以配置為一旦部件被使用就向基於老化的使用度量電路分別發送部件的不同關聯使用矢量。並且基於老化的使用度量電路可以配置為處理使用向量。此外，基於老化的使用度量電路的電路元件由於處理而隨時間老化，使得能夠基於電路元件的老化來確定部件的使用。在各種實施例中，一種用於度量IC的多個部件的使用的方法可以包括向IC的基於老化的使用度量電路發送分別與部件相關聯的多個使用向量，並且通過基於老化的使用度量電路來處理多個使用向量。在一些實施例中，該方法可以包括向基於老化的使用度量電路發送多個輸入信號，其中基於老化的使用度量電路響應於多個輸入信號產生多個輸出信號。該方法還可以包括從基於老化的使用度量電路接收多個輸出信號；並且根據基於老化的使用度量電路的電路元件的老化來確定部件的使用。在一些實施例中，確定可以包括根據基於老化的使用度量電路的元件的延遲、漏電流或切換功率來確定部件的使用。在各種實施例中，該方法可以包括接收確定的部件使用，響應於確定的部件使用，基於確定的部件使用來產生針對部件之一、使用一個或多個部件的系統服務或者使用一個或多個部件的應用的優化指令。在一些實施例中，該方法還可以包括響應於所確定的部件的使用，基於所確定的部件的使用來產生針對設計部件之一的工具或針對產生使用一個或多個部件的系統服務或者應用的工具的優化指令。在各種實施例中，製造的產品可以具備用於存儲 各種指令的存儲介質，所述指令配置為使得裝置能夠響應於裝置對指令的執行來執行各種方法的一些或選定方面。以上發明內容僅僅是說明性的，而絕不是限制性的。除了上述示例性的各方案、各實施例和各特徵之外，參照附圖和以下詳細說明，將清楚其他方案、其他實施例和其他特徵。


主題特別指出，並且在說明書的概括部分中區別要求保護。根據以下說明和所附權利要求，結合附圖，本公開的前述和其他特徵將更加清楚。在認識到這些附圖僅僅示出了根據本公開的一些示例且因此不應被認為是限制本公開範圍的前提下，通過使用附圖以額外的特徵和細節來詳細描述本公開。參照附圖描述不同的實施例，在附圖中類似的附圖標記表示類似的元件，附圖中圖I示出了具有部件以及用於度量部件使用的基於老化的使用度量電路以及相關元件的集成電路(IC)的概觀，圖2示出了圖I的基於老化的使用度量電路的示例的放大視圖，圖3-5示出了圖I的1C、使用提取器和優化器的操作的各個方法，圖6示出了適合於執行圖I的使用提取器和優化器的操作的示例計算設備，以及圖7示出了包括製造產品的示例程序產品，具有配置為執行均根據本公開布置的圖I的使用提取器和優化器的操作的指令。
具體實施例方式以下描述突出了不同的示例以及特定細節，來提供對要求保護的主題的完整理解。然而，本領域技術人員應理解，可以在無需本文公開的一些或更多特定細節的情況下實踐要求保護的主題。此外，在一些情況下，尚未詳細描述公知方法、過程、系統、部件和/或電路，以免不必要地模糊所要求保護的主題。在以下詳細說明中，參考了作為詳細說明的一部分的附圖。在附圖中，類似符號通常表示類似部件，除非上下文另行指明。
具體實施方式
部分、附圖和權利要求書中記載的示例性實施例並不是限制性的。在不脫離在此所呈現主題的精神或範圍的情況下，可以利用其他實施例，且可以進行其他改變。應當理解，在此一般性記載以及附圖中圖示的本公開的各方案可以按照在此明確和隱含公開的多種不同配置來設置、替換、組合、分割和設計。在以下描述中，提出了對計算系統內(例如，計算機和/或計算系統存儲器內)存儲的數據比特和/或二進位數位訊號的操作的算法和/或符號表示。算法通常可以被認為是獨立的操作序列和/或引起期望結果的相似處理，其中操作可以包括對採用電、磁和/或電磁信號形式的物理量的物理操作，這些信號能夠被存儲、傳送、組合、比較和/或以其他方式操作。在不同上下文中，這樣的信號可以被稱作比特、數據、值、元素、符號、字符、術語、編號、數字等。然而，本領域技術人員應認識到，這樣的術語可以用於隱含表示物理量。這裡，當在本說明書中使用諸如「存儲」、「處理」、「獲取」、「計算」、「確定」等術語時，這些術語可以指代計算平臺的動作，例如，操作和/或變換表示為物理量的數據的計算機或類似電子計算設備(例如，蜂窩電話)，物理量包括計算平臺的處理器、存儲器、寄存器等內的電量和/或磁量。圖I示出了具有部件和用於度量部件使用的基於老化的使用度量電路以及相關元件的IC 100的概觀。如所示，IC 100可以包括如所示彼此耦合的多個部件102和基 於老化的使用度量電路104。部件102可以包括彼此不同的相應的關聯使用向量112。如以下更詳細描述的，基於老化的使用度量電路104可以包括多個電路元件，這些電路元件彼此耦合以形成用於處理不同的使用向量的多個對應的不同處理路徑。此外，部件102可以包括分別存儲關聯使用向量的存儲位置，並且部件102可以配置為一旦部件102被使用就向基於老化的使用度量電路104分別發送部件102的不同使用向量112。基於老化的使用度量電路104配置為一旦接收到不同的使用向量112，就對不同的使用向量進行處理。基於老化的使用度量電路104的電路元件隨時間老化，這是由於對所提供的使用向量112的重複處理，使得能夠基於電路元件的老化來確定部件102的使用。在備選實施例中，代替地，與IC 100放置在一起的基於老化的使用度量電路104可以作為單獨IC或者較大系統的一部分(例如，測試設備)而位於IC 100的外部。在不同實施例中，可以從以下來選擇部件102 :浮點單元(FPU)、乘法器、算術邏輯單元(ALU)、定點加法器或高速緩存線。部件102可以用於支持用於執行不同系統服務122 (例如，作業系統服務)和/或應用124的執行環境120。應用124可以是以下中的任一個數字工程、科學、商業和/或個人產生力(例如，字處理、電子表格、或表示)應用。在不同實施例中，基於老化的使用度量電路104的電路元件可以是由於使用而老化的電路部件或互連，電路部件例如是數字電路(例如，邏輯門功能)、模擬電路(例如，電晶體、電容器、電阻器、比較器、電平移動器、放大器等)，這是由於NBTI或HCI (在門的情況下)或者電子遷移(在互連的情況下)。當電路部件或互連由於使用而老化時，電路部件或互連的傳播延遲、漏電流或切換功率會增大。相應地，通過向基於老化的使用度量電路104提供分別與部件相關聯的不同使用向量，通過具有針對不同使用向量的不同處理路徑的電路104的處理、以及處理路徑的電路元件由於其使用而引起的老化，可以確定部件102的使用，以下要更詳細描述。繼續參照圖1，對於一些實施例，可以提供使用提取器132，以使用基於老化的使用度量電路104來確定部件102的使用，並且創建部件使用簡檔134。在不同實施例中，使用提取器132可以配置為向基於老化的使用度量電路104提供輸入信號134，基於老化的使用度量電路104可以響應於此傳播輸入信號134,並且產生輸出信號136,其中輸出信號106的產生會受老化影響。使用提取器132繼而可以基於受老化影響的輸出信號136，具體地基於輸出信號136的延遲來確定部件102的使用。在備選實施例中，使用提取器132可以作為專用分立部件置於IC100內或者IC 100的一部分，或者使用至少一些部件102或在執行環境120中操作的系統服務122和/或應用124之一來構成。仍參照圖1，對於實施例，可以提供優化器142，以基於部件使用簡檔134來產生針對部件102、系統服務122和/或應用124中的一個或多個的優化指令152。在其他實施例中，附加或備選地，優化器142可以產生針對用於設計組件102或產生系統服務122或應用124的工具的優化指令152。用於設計部件102的工具示例可以包括但不限於，綜合工具、放置和布線工具或布局工具，而用於創建或產生系統服務122或應用124的工具示例可以包括但不限於與編譯器、編譯器、運行時執行器、解釋器等。同樣，在備選實施例中，優化器142可以作為專用分立部件置於IC 100內或者是IC 100的一部分，或者使用至少一些部件102或系統服務122和/或應用124之一來構成。 現在已經提供了概要描述，以下依次進一步描述基於老化的使用度量電路104、使用提取器132和優化器142及其關聯操作。首先轉向基於老化的使用度量電路104，在不同實施例中，可以利用電路元件來設計或形成電路104，電路元件的性能實質上不可逆地依賴於它們的累加行為或使用，這種使用引起它們性能變化。通常，基於老化的使用度量電路104可以包括具有至少一個電路元件的至少一個電路路徑。電路元件可以具有經受累加使用引起的老化影響的至少一個受老化影響的參數或屬性，其中，在來自基於老化的使用度量電路104的受老化影響的輸出信號136中反映這樣的老化影響。通常，基於老化的使用度量電路104的性能會基於其使用而劣化，這樣的劣化例如包括增加延遲或劣化功率特性(例如，切換功率使用的增加和漏電流的增加)。然而，基於老化的使用度量電路104的這種性能變化不限於引起劣化的改變。在一些實施例中，基於老化的使用度量電路104可以包括經受各種類型劣化的至少一個邏輯電路或一個電晶體。在其他實施例中，基於老化的使用度量電路104可以包括經受隨著老化/使用而減退的至少一個互連。在又一實施例中，基於老化的使用度量電路104可以合併針對使用度量的其他老化現象，例如，材料疲勞、晶體時鐘頻率的變化、閃速存儲器重寫數據的能力的降低、光纖帶寬頻率響應的變化或者磁碟的一些部件的去磁化。因此，在本文不同實施例中示出的使用門、電晶體和/或互連的基於老化的使用度量電路僅是示意性的。存在許多不同的電路部件以及可以在基於老化的使用度量電路104中用於度量部件102的受老化影響的部件參數。同樣，對於基於老化的使用度量電路104可以存在用於度量部件102的使用的許多不同電路結構，並且在不同實施例中使用並且以下參照圖2描述的蝴蝶網絡僅示意了一個這樣的電路結構。如上所述，在一些實施例中，基於老化的使用度量電路104可以是單獨的1C，而不作為小的嵌入式硬體部件預先設計並包括在IC 100中來執行基於老化的使用度量功能。在又一實施例中，基於老化的使用度量電路104可以是已經存在的系統的一個或多個部件(例如，處理器)，或者被集成到有限狀態機(FSM)中。根據實施例，IC 100的所示意的IC部件可以包括安裝在電路板上的多個晶片，或者包括在多個設備或電路板中的多個晶片。
在不同實施例中，如上所述，基於老化的使用度量電路104可以包括一個或多個電路路徑，一個或多個電路路徑包括一個或多個電路部件(例如，門、電晶體等)。每個電路元件可以具有遭受來自基於老化的使用度量電路104的累加使用的老化影響的元件參數(例如，門延遲)。響應於輸入信號134，基於老化的使用度量電路104可以布置為提供受老化影響的信號136之一。受老化影響的信號136的產生可以具有反映一個或多個電路元件的老化影響的特性。現在參照圖2，其中，示出了根據不同實施例的圖I中示例的基於老化的使用度量電路104的放大視圖。如所示，基於老化的使用度量電路104可以採用放大的蝴蝶網絡的形式，該網絡包括具有蝴蝶拓撲的門的網絡。對於實施例，基於老化的使用度量電路104可以具有16個輸入242 (4個等級)以及8個輸出244。末級上的門240的每個輸出可以經由導線/接線耦合至次末級上的兩個門240。這樣的蝴蝶網絡可以用作基於老化的使用度量電路104，因為按指數規律地存在大量路徑，並且因為該結構可以包括彼此獨立的路徑。此夕卜，該結構是可縮放的。圖2中的門240用通用門符號表示，這並不意在是與(AND)門。·使用提取器132可以配置為確定若干延遲路徑248的延遲，其中每個延遲路徑248從基於老化的使用度量電路104的輸入242之一延伸到輸出244之一。根據這些分析的路徑延遲，使用提取器132可以布置為計算各個單獨門240的門延遲，這要在以下更詳細描述。在備選實施例中，使用提取器132可以布置為確定門240產生輸出244所需的漏電流或切換功率。一旦確定了每個門240的漏電流或切換功率，使用提取器132就可以布置為使用老化模型計算(並因此測量)每個門240劣化的程度，並因此提取每個單獨的門240已經受應力多久。對於一些實施例，應力值可以限定所產生的基於老化的使用度量電路104的累加使用量。對於不同實施例，延遲路徑248可以彼此交疊，並且可區分(相互獨立)，這是由於每個延遲路徑248包括獨有的門240的子集。因此，為了提取部件102之一的累加使用，其中多個部件102貢獻於基於老化的使用度量電路104的累加使用，使用提取器132可以適合於這樣的使用。更具體地，在一些實施例中，每個門240會經受某個部件102集合(在下文中提供的計算中標識為部件Ci)的應力。由於部件Ci具有獨有的籤名向量Pi,因此部件Ci貢獻於基於老化的使用度量電路104中的門240的子集的老化。一旦已知每個門240的總使用(應力)，通過另一計算級，可以計算部件Ci單獨的使用時間，提供部件Ci的累加使用。此夕卜，可以計算多個部件Ci的累加使用。總之，部件102之一的累加使用可以是基於老化的使用度量電路104的所計算的累加使用的一部分。在不同實施例中，使用提取器132所採用的技術可以包括例如使用凸規劃(convex programming)解決計算門延遲的多級優化問題、門的老化劣化因素以及最終的部件使用。在一些實施例中，使用提取器132可以通過創建方程組使用一種方法來確定門和/或互連的延遲、漏電流、切換功率和/或其他特性，在方程組中，每個方程可以對應於施加一對輸入信號134之後的單個或多個觀察。求解該方法的方程組，在一些實施例中，使用提取器132可以配置為使用以下規劃凸規劃、線性或分段凸規劃和非線性規劃。例如，基於CMOS的數字門的傳播延遲可以表示為
d = ^^ = ^^CD
h MCoxWeff (Vss-Vth)a其中，α是速度飽和指數，Vdd是電源電壓，Q包含包括寄生電容在內的負載的集中電容，其他參數是技術相關常數。Cm是氧化層的每單位面積電容，Leff和Weff是有效柵極長度和寬度，Vth是閾值，Vgs是柵極到源極電壓，Id是漏極電流，μ是常數。使用方程1，可以導出給定門的延遲劣化Ad :
At/ aAVlh ⑴— = -~fr kZ)其中，d0是沒有任何Vth劣化的門的原始延遲，並且可以從第三方時間分析工具 中提取。負偏置溫度不穩定性(NBTI)使電路老化，這引起Vth隨時間偏移。可以使用分析模型導出電晶體閾值電壓的偏移，AVtho關於Vth如何隨著正使用的基於老化的使用度量電路104劣化，存在若干研究，這些研究完全涵蓋該問題，並且對數字電路的老化進行建模。例如，已經介紹了 NBTI劣化的分析模型，該分析模型將劣化與使用時間相關，如下AVfh = Kc χxf6 (3；這示意了具有固定時間指數1/6的Λ Vth劣化的功率依賴性。在該示意性實施例中，方程3可以是基於老化的使用度量的基礎，因為該方程將門使用時間(應力)與AVth偏移相關。當正使用門時，意味著該門經受直流(DC)或交流(AC)應力。因此，在本說明書中可以互換使用「門使用時間」和「應力時間」。因此，對於k個部件的集合，Σ= IC1, , CJ，其中針對已知的任一時間\多次使用每個部件Q。目的在於在存在測量誤差和不理想劣化模型的情況下高效、高精度地找到時間tp。一旦表徵了各個單獨的門延遲，使用提取器132可以使用以下方程來提取門i的閾值電壓的偏移量AVth ~~— (4)
1 d0 a其中，Cltl是初始門延遲。在門應力時間計算中，以下方程用於找到門i已經受到應力的總時間量
^ 、6 (O'=(-Γ) ⑶
Kc χ asS}3其中，上述參數與在前方程中的參數相同。基於老化的使用度量電路104的一個或多個電路路徑中的每一個可以從路徑輸入延伸到路徑輸出，其中，路徑電路的一個或多個電路元件耦合在路徑輸入與路徑輸出之間。基於老化的使用度量電路104在其路徑輸出處產生的受老化影響的輸出信號136可以反映電路路徑中包括的電路元件的受老化影響的元件參數或屬性的性能變化。因此，每個受老化影響的輸出信號136可以包含反映基於老化的使用度量電路104的電路路徑中的一個或多個電路元件的老化的至少一個信號特性(例如，信號路徑延遲)。最初，在任何老化(並且因此在基於老化的使用度量電路104的任何累加使用之前)之前，每個輸出信號136可以被稱作「未受老化影響的信號」。在老化(並因此具有基於老化的使用度量電路104的一些累加使用量)之後，每個輸出信號136可以被稱作「受老化影響的信號」。在不同實施例中，基於老化的使用度量電路104的電路路徑中使用的受老化影響的電路元件可以包括但不限於邏輯門、電晶體、互連、電容器、電阻器、電感器等通過使用而改變或老化的電路元件。在不同實施例中，這種電路元件的受老化影響的元件參數可以包括但不限於門延遲、互連延遲、功耗或洩露等通過使用而改變或老化的部件參數。在包括延遲的所示意示例中，基於老化的使用度量電路104的電路路徑可以被稱作「延遲路徑」。一旦找到每個門的門延遲、漏電流或切換功率，使用提取器132可以使用老化模型來計算(並因此測量)每個門已經劣化的程度，並因此提取每個單獨的門已經受到應力多久。現在參照圖3-5，其中示出了根據不同實施例布置的與IC 100、使用提取器132和優化器142相關聯的操作的不同方法。如圖3所示，在塊302(「操作IC的部件」)處，例如， IC的部件102(例如，浮點單元、算術邏輯單元等)可以用於提供執行環境120。響應於此，從塊302前進到塊304 ( 「部件向基於老化的使用度量電路發送使用向量」)，部件102響應於此向基於老化的使用度量電路104發送其關聯的使用向量，該部件102配置有不同於與其他部件102相關聯的其他使用向量的關聯使用向量。如圖4所示，在塊402( 「提取器向基於老化的使用度量電路發送輸入信號」)處，在基於老化的使用度量電路104在一段時間內已經度量了部件102的使用之後，使用提取器132可以向基於老化的使用度量電路104發送一個或多個輸入信號。響應於此，在塊404( 「提取器從基於老化的使用度量電路接收輸出信號」)處，使用提取器132可以從基於老化的使用度量電路104接收受老化影響的輸出信號136。從塊404前進到塊406 (「提取器確定部件使用簡檔」)，在塊406處，使用提取器132可以確定基於老化的使用度量電路104的電路元件的老化影響，例如，延遲、漏電流或切換功率，並且繼而基於老化影響確定部件102的使用，如上所述。如圖5所述，在塊502(「優化器接收部件使用簡檔」)處，在使用提取器132產生了部件使用簡檔134之後，優化器142可以接收部件使用簡檔134。響應於此，在塊504 ( 「優化器向部件等發送優化指令」)處，優化器142可以基於部件使用簡檔134確定針對一個或多個部件102、系統服務122、應用124或其他工具154的一個或多個優化指令，並且向一個或多個部件102等發送一個或多個優化指令152。確定的方式、優化質量的特性以及提供優化指令的方式均可以是與應用相關的。例如，針對綜合工具的優化指令152可以採用門尺寸的形式，部分根據從部件使用推斷的功率洩露來確定，並且以數據集的形式提供給綜合工具。在另一示例中，針對作業系統的任務調度器的優化指令152可以採用任務平衡的形式，部分根據浮點單元的使用來確定，並且以消息形式提供給任務調度器。圖6是示出了根據本公開布置的示例計算設備600的框圖。在非常基本的配置601中，計算設備600典型地包括一個或多個處理器610以及系統存儲器620。存儲器總線630可以用於在處理器610和系統存儲器620之間進行通信。根據所期望的配置，處理器610可以是任意類型的，包括但不限於微處理器(μ P)、微控制器(μ C)、數位訊號處理器(DSP)或其任意組合。處理器610可以包括一級或多級緩存(例如，一級高速緩存611和二級高速緩存612)、處理器核613、以及寄存器614。示例處理器核613可以包括算術邏輯單元(ALU)、浮點單元(FPU)、數位訊號處理核(DSP核)或其任意組合。示例存儲器控制器615也可以與處理器610—起使用，或者在一些實施方式中，存儲器控制器615可以是處理器610的內部部件。根據所期望的配置，系統存儲器620可以是任意類型的，包括但不限於易失性存儲器(如RAM)、非易失性存儲器(如ROM、快閃記憶體等)或其任意組合。系統存儲器620可以包括作業系統21、一個或多個應用程式622和程序數據624。應用程式622可以包括配置為實現使用提取器132和/或優化器142的提取或優化邏輯模塊623。程序數據624可以包括與提取或優化邏輯623相關聯的數據625。在一些實施例中，應用程式622可以布置為與 作業系統621上的程序數據624 —起操作。在不同實施例中，提取或優化邏輯623可以用於提取使用數據並且優化具備上述老化電路(例如處理器610、系統存儲器620等)的計算設備600的部件的使用。在一些實施例中，提取或優化邏輯模塊623可以用於提取使用數據並且優化與計算設備耦合併且具備上述老化電路的外部部件的使用。外部部件可以經由下述一個或多個通信接口與計算設備600耦合。計算設備600可以具有額外特徵或功能以及額外接口，以有助於基本配置601與任意所需設備和接口之間進行通信。例如，總線/接口控制器640可以有助於基本配置601與一個或多個數據存儲設備650之間經由存儲接口總線614進行通信。數據存儲設備650可以是可拆除存儲設備651、不可拆除存儲設備652或其組合。可拆除存儲設備和不可拆除存儲設備的示例包括磁碟設備(如軟盤驅動器和硬碟驅動器(HDD))、光碟驅動器(如壓縮盤(CD)驅動器或數字通用盤(DVD)驅動器)、固態驅動器(SSD)以及磁帶驅動器，這僅僅是極多例子中的一小部分。示例計算機存儲介質可以包括以任意信息存儲方法和技術實現的易失性和非易失性、可拆除和不可拆除介質，如計算機可讀指令、數據結構、程序模塊或其他數據。系統存儲器620、可拆除存儲設備651和不可拆除存儲設652均是計算機存儲介質的示例。計算機存儲介質包括但不限於RAM、R0M、EEPR0M、快閃記憶體或其他存儲器技術，CD-ROM、數字多功能盤(DVD)或其他光存儲設備，磁盒、磁帶、磁碟存儲設備或其他磁存儲設備，或可以用於存儲所需信息並可以由計算設備600訪問的任意其他介質。任何這種計算機存儲介質可以是設備600的一部分。計算設備600還可以包括接口總線642，以有助於各種接口設備(例如，輸出接口、外圍設備接口和通信接口)經由總線/接口控制器640與基本配置601進行通信。示例輸出設備660包括圖形處理單元661和音頻處理單元662，其可被配置為經由一個或多個A/V埠 663與多種外部設備(如顯示器或揚聲器)進行通信。示例外圍設備接口 670包括串行接口控制器671或並行接口控制器672，它們可被配置為經由一個或多個I/O埠 673與外部設備(如輸入設備(例如，鍵盤、滑鼠、筆、語音輸入設備、觸摸輸入設備等))或其他外圍設備(例如，印表機、掃描儀等)進行通信。示例通信設備680包括網絡控制器681，其可以被設置為經由一個或多個通信埠 682與一個或多個其他計算設備690通過網絡通信鏈路進行通信。網絡通信鏈路可以是通信介質的一個示例。通信介質典型地可以由調製數據信號(如載波或其他傳輸機制)中的計算機可讀指令、數據結構、程序模塊或其他數據來體現，並可以包括任意信息傳送介質。「調製數據信號」可以是通過設置或改變一個或多個特性而在該信號中實現信息編碼的信號。例如，但並非限制性地，通信介質可以包括有線介質(如有線網絡或直接布線連接)、以及無線介質(例如聲、射頻(RF)、微波、紅外(IR)和其他無線介質)。這裡所使用的術語計算機可讀介質可以包括存儲介質和通信介質。計算設備600可以實現為小體積可攜式(或移動)電子設備的一部分，如蜂窩電話、個人數據助理(PDA)、個人媒體播放設備、無線web瀏覽設備、個人耳機設備、專用設備或包括任意上述功能的混合設備。計算設備600也可以實現為個人計算機，包括膝上型計算機和非膝上型計算機配置。可以採用製造產品和/或系統來執行如本文描述的一個或多個方法。圖7示出了根據本公開不同實施例布置的具有用於度量集成電路的部件使用的電腦程式產品700的示例製造產品的框圖。電腦程式產品700包括非暫時計算機可讀存儲介質702和計算機可讀存儲介質702中存儲的多個編程指令704。
在這些實施例的不同實施例中，編程指令704可以配置為使得裝置能夠響應於裝置的執行來執行包括以下的操作向基於老化的使用度量電路發送多個輸入信號；響應於此，從基於老化的使用度量電路接收多個輸出信號；並且基於基於老化的使用度量電路的電路元件老化來確定集成電路的部件使用。在這些實施例的不同實施例中，編程指令704可以配置為使得裝置能夠響應於裝置的執行來執行以下操作接收IC的確定的部件使用；並且響應於此，基於確定的部件使用，產生針對部件之一、使用一個或多個部件的系統服務、使用一個或多個部件的應用、用於設計部件之一的工具或用於產生系統服務或應用的工具的優化指令。如上所述，在這些實施例中，基於老化的使用度量電路包括多個電路，所述多個電路彼此耦合併由於處理隨時間老化，一旦使用部件，就處理提供給基於老化的使用度量電路104的部件的相應使用向量。此外，電路元件以能夠基於電路元件的老化來確定部件的使用的方式進行耦合。計算機可讀存儲介質702可以採用各種形式，包括但不限於非易失性和永久存儲器，例如但不限於壓縮盤只讀存儲器(CDROM)和閃速存儲器。本說明書中對「實現」、「一個實現」、「一些實現」或「其他實現」的引用可以意味著結合一個或多個實現描述的特定特徵、結構或特性可以包括在至少一些實現中，但不必包括在所有實現中。先前描述中「實現」、「一個實現」、或「一些實現」的不同出現不必均指代相同實現。此外，當諸如「耦合」、「響應」、「響應於」或「與...通信」等在本文中或在所附權利要求中使用時，這些屬於應當廣義解釋。例如，短語「耦合至」可以指代針對使用短語的上下文根據需要通信、電和/或操作耦合。在先前描述中，描述了要求保護的主題的各個方面。出於說明的目的，提出特定數目、系統和/或配置來提供對要求保護的主題的完整理解。然而，對於本領域技術人員顯而易見的並且本公開的優點在於，可以在沒有特定細節的情況下實踐要求保護的主題。在其他情況下，省略和/或簡化公知特徵，以便不會模糊要求保護的主題。儘管本文已經說明和/或描述了特定特徵，許多修改、替換、改變和/或等同物現在或在未來對於本領域技術人員是顯而易見的。因此，應當理解所附權利要求意在涵蓋落在要求保護的主題的真實精神內的所有這種修改和/或改變。在系統方案的硬體和軟體實現方式之間存在一些小差別；硬體或軟體的使用一般(但並非總是，因為在特定情況下硬體和軟體之間的選擇可能變得很重要)是一種體現成本與效率之間權衡的設計選擇。可以各種手段(例如，硬體、軟體和/或固件)來實施這裡所描述的工藝和/或系統和/或其他技術，並且優選的工藝將隨著所述工藝和/或系統和/或其他技術所應用的環境而改變。例如，如果實現方確定速度和準確性是最重要的，則實現方可以選擇主要為硬體和/或固件的手段；如果靈活性是最重要的，則實現方可以選擇主要是軟體的實施方式；或者，同樣也是可選地，實現方可以選擇硬體、軟體和/或固件的特定組合。以上的詳細描述通過使用方框圖、流程圖和/或示例，已經闡述了設備和/或工藝 的眾多實施例。在這種方框圖、流程圖和/或示例包含一個或多個功能和/或操作的情況下，本領域技術人員應理解，這種方框圖、流程圖或示例中的每一功能和/或操作可以通過各種硬體、軟體、固件或實質上它們的任意組合來單獨和/或共同實現。在一個實施例中，本公開所述主題的若干部分可以通過專用集成電路(ASIC)、現場可編程門陣列(FPGA)、數位訊號處理器(DSP)、或其他集成格式來實現。然而，本領域技術人員應認識到，這裡所公開的實施例的一些方面在整體上或部分地可以等同地實現在集成電路中，實現為在一臺或多臺計算機上運行的一個或多個電腦程式(例如，實現為在一臺或多臺計算機系統上運行的一個或多個程序)，實現為在一個或多個處理器上運行的一個或多個程序(例如，實現為在一個或多個微處理器上運行的一個或多個程序)，實現為固件，或者實質上實現為上述方式的任意組合，並且本領域技術人員根據本公開，將具備設計電路和/或寫入軟體和/或固件代碼的能力。此外，本領域技術人員應當認識到，本文描述主題的機制能夠作為程序產品以各種形式分布，並且應用本文描述主題的示意性實施例，而與用於實際執行分布的信號承載介質的具體類型無關。示例信號承載介質802可以涵蓋但不限於以下硬碟驅動器、壓縮盤(CD)、數字視頻盤(DVD)、數字磁帶、存儲器等；以及傳輸類型介質，例如，數字和/或模擬通信介質(例如，光纜、波導、有線通信鏈路、無線通信鏈路等)。本領域技術人員應認識到，上文詳細描述了設備和/或工藝，此後使用工程實踐來將所描述的設備和/或工藝集成到數據處理系統中是本領域的常用手段。也即，這裡所述的設備和/或工藝的至少一部分可以通過合理數量的試驗而被集成到數據處理系統中。本領域技術人員將認識到，典型的數據處理系統一般包括以下各項中的一項或多項系統單元外殼；視頻顯示設備；存儲器，如易失性和非易失性存儲器；處理器，如微處理器和數位訊號處理器；計算實體，如作業系統、驅動程序、圖形用戶接口、以及應用程式；一個或多個交互設備，如觸摸板或屏幕；和/或控制系統，包括反饋環和控制電機(例如，用於感測位置和速度的反饋；用於移動和/或調整部件和/或數量的控制電機)。典型的數據處理系統可以使用任何適合的商業可用部件來實現，例如，那些典型地在數據計算/通信和/或網絡計算/通信系統中找到的商業可用部件。本文描述的主題有時說明不同部件，這些部件保護在不同的其他部件內或者與不同的其他部件相連。應當理解，這樣示出的架構僅是示例性的，並且事實上可以實現許多其他架構來實現相同功能。在概念上，有效地「關聯」用以實現相同功能的部件的任意設置，從而實現所需功能。因此，這裡組合實現具體功能的任意兩個部件可以被視為彼此「關聯」從而實現所需功能，而無論架構或中間部件如何。同樣，任意兩個如此關聯的部件也可以看作是彼此「可操作地連接」或「可操作地耦合」以實現所需功能，且能夠如此關聯的任意兩個部件也可以被視為彼此「能可操作地耦合」以實現所需功能。能可操作地耦合的具體示例包括但不限於物理上可配對和/或物理上交互的部件，和/或無線交互和/或可無線交互的部件，和/或邏輯交互和/或可邏輯交互的部件。至於本文中任何關於多數和/或單數術語的使用，本領域技術人員可以從多數形式轉換為單數形式，和/或從單數形式轉換為多數形式，以適合具體環境和應用。為清楚起見，在此明確聲明單數形式/多數形式可互換。本領域技術人員應當理解，一般而言，所使用的術語，特別是所附權利要求中( 例如，在所附權利要求的主體部分中)使用的術語，一般地應理解為「開放」術語(例如，術語「包括」應解釋為「包括但不限於」，術語「具有」應解釋為「至少具有」等)。本領域技術人員還應理解，如果意在所引入的權利要求中標明具體數目，則這種意圖將在該權利要求中明確指出，而在沒有這種明確標明的情況下，則不存在這種意圖。例如，為幫助理解，所附權利要求可能使用了引導短語「至少一個」和「一個或多個」來引入權利要求中的特徵。然而，這種短語的使用不應被解釋為暗示著由不定冠詞「一」或「一個」引入的權利要求特徵將包含該特徵的任意特定權利要求限制為僅包含一個該特徵的實施例，即便是該權利要求既包括引導短語「一個或多個」或「至少一個」又包括不定冠詞如「一」或「一個」(例如，「一」和/或「一個」應當被解釋為意指「至少一個」或「一個或多個」)；在使用定冠詞來引入權利要求中的特徵時，同樣如此。另外，即使明確指出了所引入權利要求特徵的具體數目，本領域技術人員應認識到，這種列舉應解釋為意指至少是所列數目(例如，不存在其他修飾語的短語「兩個特徵」意指至少兩個該特徵，或者兩個或更多該特徵)。另外，在使用類似於「A、B和C等中至少一個」這樣的表述的情況下，一般來說應該按照本領域技術人員通常理解該表述的含義來予以解釋(例如，「具有A、B和C中至少一個的系統」應包括但不限於單獨具有A、單獨具有B、單獨具有C、具有A和B、具有A和C、具有B和C、和/或具有A、B、C的系統等)。在使用類似於「A、B或C等中至少一個」這樣的表述的情況下，一般來說應該按照本領域技術人員通常理解該表述的含義來予以解釋(例如，「具有A、B或C中至少一個的系統」應包括但不限於單獨具有A、單獨具有B、單獨具有C、具有A和B、具有A和C、具有B和C、和/或具有A、B、C的系統等)。本領域技術人員還應理解，實質上任意表示兩個或更多可選項目的轉折連詞和/或短語，無論是在說明書、權利要求書還是附圖中，都應被理解為給出了包括這些項目之一、這些項目任一方、或兩個項目的可能性。例如，短語「A或B」應當被理解為包括「A」或「B」、或「A和B」的可能性。
權利要求
1.一種布置為度量集成電路的多個部件的使用的裝置，包括 多個存儲位置，配置為存儲分別與所述部件相關聯的多個不同的使用向量；以及基於老化的使用度量電路，與所述存儲位置耦合併且配置為接收和處理使用向量，其中，基於老化的使用度量電路包括彼此耦合併且由於處理而隨時間老化的多個電路元件，並且多個電路元件以能夠基於電路元件的老化來確定部件的使用的方式進行耦合。
2.根據權利要求I所述的裝置，其中，電路元件包括數字電路元件、模擬電路元件或互連，其中數字電路元件、模擬電路元件和互連的延遲隨著相應的數字電路元件、模擬電路元件和互連隨著使用老化而增大。
3.根據權利要求2所述的裝置，其中，電路元件包括數字電路元件，所述數字電路元件包括多個門。
4.根據權利要求2所述的裝置，其中，電路元件包括模擬電路元件，模擬電路元件包括電晶體、電容器、電阻器、比較器、電平移動器或放大器。
5.根據權利要求I所述的裝置，其中，存儲位置對應地置於相應部件內。
6.根據權利要求5所述的裝置，還包括部件，並且所述部件配置為響應於部件的相應使用，向基於老化的使用度量電路分別發送使用向量。
7.根據權利要求6所述的裝置，其中，所述部件是從以下選擇的浮點單元、乘法器、算術邏輯單元、定點加法器或高速緩存線。
8.根據權利要求I所述的裝置，還包括使用提取器，配置為向基於老化的使用度量電路發送多個輸入信號，其中，基於老化的使用度量電路響應於所述多個輸入信號來產生多個輸出信號。
9.根據權利要求8所述的裝置，其中，使用提取器還配置為從基於老化的使用度量電路接收多個輸出信號，並且根據基於老化的使用度量電路的電路元件的延遲、漏電流或切換功率來確定部件的使用。
10.根據權利要求I所述的裝置，還包括優化器，配置為基於所確定的部件的使用，產生針對部件之一、使用一個或多個部件的系統服務或使用一個或多個部件的應用的優化指令。
11.根據權利要求I所述的裝置，還包括優化器，配置為基於所確定的部件的使用，產生針對用於設計部件之一的工具或用於產生使用一個或多個部件的系統服務或應用的工具的優化指令。
12.一種用於度量集成電路的多個部件的使用的方法，包括 向集成電路的基於老化的使用度量電路發送分別與所述部件相關聯的多個使用向量；以及 通過基於老化的使用度量電路處理多個使用向量； 其中，基於老化的使用度量電路包括彼此耦合併且由於處理而隨時間老化的多個電路元件，以及所述多個電路元件以能夠基於電路元件的老化來確定部件的使用的方式進行耦口 ο
13.根據權利要求12所述的方法，還包括 向基於老化的使用度量電路發送多個輸入信號，其中基於老化的使用度量電路響應於所述多個輸入信號產生多個輸出信號；從基於老化的使用度量電路接收多個輸出信號；以及 基於基於老化的使用度量電路的電路元件的老化來確定部件的使用。
14.根據權利要求13所述的方法，其中，所述確定包括根據基於老化的使用度量電路的電路元件的延遲、漏電流或切換功率來確定部件的使用。
15.根據權利要求12所述的方法，還包括 接收所確定的部件的使用；以及 響應於所確定的部件的使用，基於確定的部件使用產生針對部件之一、使用一個或多個部件的系統服務或使用一個或多個部件的應用的優化指令。
16.根據權利要求12所述的方法，還包括 接收所確定的部件的使用；以及 響應於所確定的部件的使用，基於所確定的部件的使用產生針對用於設計部件之一的工具或用於產生使用一個或多個部件的系統服務或應用的工具的優化指令。
17.一種用於度量集成電路的多個部件的使用的製造產品，包括 非暫時計算機可讀存儲介質；以及 存儲在非暫時計算機可讀存儲介質中的多個編程指令，配置為使得裝置能夠響應於所述裝置對指令的執行來執行以下操作 向集成電路的基於老化的使用度量電路發送多個輸入信號； 其中，基於老化的使用度量電路響應於所述多個輸入信號產生多個輸出信號； 從基於老化的使用度量電路接收多個輸出信號；以及 根據基於老化的使用度量電路的電路元件的老化來確定部件的使用； 其中，基於老化的使用度量電路包括多個電路元件，所述多個電路元件彼此耦合，並由於處理一旦使用相應部件時提供給基於老化的使用度量電路的部件的相應使用向量而隨時間老化，並且所述多個電路元件以能夠基於電路元件的延遲、漏電流或切換功率來確定部件的使用的方式進行耦合。
18.根據權利要求17所述的產品，其中，所述確定包括基於輸出信號的延遲來確定部件的使用。
19.根據權利要求17所述的產品，其中，所述操作還包括 接收所確定的部件的使用；以及 響應於所述確定的部件的使用，基於所述確定的部件的使用產生針對部件之一、使用一個或多個部件的系統服務或使用一個或多個部件的應用的優化指令。
20.根據權利要求17所述的產品，其中，所述操作還包括 接收所確定的部件的使用；以及 響應於所確定的部件的使用，基於所確定的部件的使用產生針對用於設計部件之一的工具或用於產生使用一個或多個部件的系統服務或應用的工具的優化指令。
全文摘要
本文描述了IC的基於老化的部件的使用度量的實施例。在不同實施例中，IC可以包括不同部件以及用於度量部件使用的基於老化的使用度量電路。部件可以包括彼此不同的相應的關聯使用向量，而使用度量電路可以包括彼此耦合、形成用於處理不同使用向量的不同處理路徑的電路元件。此外，部件可以配置為一旦部件被使用就向基於老化的使用度量電路分別發送部件的不同的關聯使用矢量。並且使用度量電路可以配置為處理使用向量。此外，使用度量電路的電路元件由於處理而隨時間老化，使得能夠基於電路元件的老化來確定部件的使用。可以描述和要求保護其他實施例。
文檔編號G01R31/28GK102959415SQ201080067611
公開日2013年3月6日 申請日期2010年7月30日 優先權日2010年7月30日
發明者米奧德拉格·波特科尼亞克 申請人:英派爾科技開發有限公司