The invention belongs to the technical field of low power IC design, in particular to a low pin fault tolerant circuit applied to a low power digital signal processing system. The circuit adopts two level fault-tolerant structure, the first stage uses online timing monitoring mechanism, detecting soft errors, and then select the output of a simple error correction mechanism; second by the mean filter, predictor and arbiter by a smoothing filter based on a realization of error detection and correction. Compared with the traditional single stage based on fault tolerant circuit prediction, two level fault tolerance circuit of the invention can greatly improve the ability of error detection and correction circuit. Combining the fault tolerance technique with voltage over scaling technique, the performance of the system can be guaranteed within the tolerance range, allowing further reduction of voltage and greatly reducing system power consumption. The invention has the advantages of simple circuit structure, low cost and strong error correction ability, and is especially suitable for the low power consumption digital signal processing system based on the VOS technology.
【技术实现步骤摘要】
一种应用于低功耗数字信号处理系统的低开销容错电路
本专利技术属于低功耗集成电路
,具体涉及一种应用于低功耗数字信号处理系统的低开销容错电路。
技术介绍
随着集成电路技术迅猛发展,特征尺寸不断缩小,芯片集成度遵从摩尔(Moore)定律不断提高。在集成电路技术不断发展和集成度迅速提高的过程中,人们一直关注的主要问题是如何提高芯片的工作速度,缩小芯片面积与成本,而对于电路功耗的考虑往往处于相对次要的位置。但是近年来由于移动设备、便携式电子、通信及其他消费电子产品市场的快速发展以及市场需求使得这一情况发生了一些根本变化。在很多应用领域,降低功耗已经成为数字系统设计的一个最为重要的问题。低功耗的市场需求促使了很多低功耗技术的产生,目前业界常用的低功耗技术有门控时钟、门控电压以及多电压域设计等等。近年来研究人员提出了电压过缩放技术(VOS:VoltageOverScaling),其原理是人为地降低电压来降低功耗,同时由于电压降低引起关键路径出现时序违例,此时再通过加入容错电路技术进行纠错;最终,电路系统会以一定信噪比的牺牲换来功耗的大大降低。现有的VOS容错电路技术包括:差分电路纠错、基于预测的纠错电路、基于低精度备用电路的纠错技术以及自适应错误取消技术等等。这些技术往往只有一级,纠错能力有限。本专利技术将影子寄存器技术和基于预测的纠错技术相结合,提出了一种新型的两级容错结构,可以大大提高纠错能力,从而使电压和功耗进一步降低。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提供一种应用于低功耗数字信号处理系统的低开销容错电路,以提高数字信号处理系统的检错纠错能力,从而允许供电电 ...
【技术保护点】
一种应用于低功耗数字信号处理系统的低开销容错电路,其特征在于:由两级容错电路即两级检错和纠错电路构成;第一级容错电路,用于检测时序不满足而导致的软错误或延时性错误,并利用前一个输出值纠正出错的当前值;第二级容错电路,利用输出的相关性,根据已经输出的值产生对当前输出的预测值,并用该预测值检测错误和纠正错误;其中:所述第一级容错电路,由时序错误监控模块和二选一的数据选择器构成;时序错误监控模块利用影子寄存器技术检测关键路径以及次关键路径的延时是否超过系统的时钟周期,如果超出则认为出现时序错误,并将该错误传播下去,在最后的输出端通过选择器选择前一个正确值作为当前错误值的估计输出;所述第二级容错电路,由预测器、仲裁器和二选一的数据选择器构成;预测器的输入是当前值的前p个值;预测器输出作为对当前值的预测,仲裁器根据当前值和当前值的预测值,输出一个仲裁信号,该仲裁信号作为二选一的数据选择器的控制信号,选择最终的输出。
【技术特征摘要】
1.一种应用于低功耗数字信号处理系统的低开销容错电路,其特征在于:由两级容错电路即两级检错和纠错电路构成;第一级容错电路,用于检测时序不满足而导致的软错误或延时性错误,并利用前一个输出值纠正出错的当前值;第二级容错电路,利用输出的相关性,根据已经输出的值产生对当前输出的预测值,并用该预测值检测错误和纠正错误;其中:所述第一级容错电路,由时序错误监控模块和二选一的数据选择器构成;时序错误监控模块利用影子寄存器技术检测关键路径以及次关键路径的延时是否超过系统的时钟周期,如果超出则认为出现时序错误,并将该错误传播下去,在最后的输出端通过选择器选择前一个正确值作为当前错误值的估计输出;所述第二级容错电路,由预测器、仲裁器和二选一的数据选择器构成;预测器的输入是当前值的前p个值;预测器输出作为对当前值的预测,仲裁器根据当前值和当前值的预测值,输出一个仲裁信号,该仲裁信号作为二选一的数据选择器的控制信号,选择最终的输出。2.根据权利要求1所述的应用于低功耗数字信号处理系统的低开销容错电路,其特征在于:所述时序...
【专利技术属性】
技术研发人员:韩军,陈梦远,张益成,曾晓洋,
申请(专利权)人:复旦大学,
类型:发明
国别省市:上海,31
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