用于闩锁检测和缓解的系统和方法技术方案

用于闩锁检测和缓解的系统和方法。一个方面包括在被分成多个功率块的系统中实现的方法，其中每个功率块由对应的电源轨供电并且包括电压下降监视电路。该方法包括从多个电压下降监视电路接收频率信息；对从所述多个电压下降监视电路中的每个接收的频率信息进行归一化；创建所述多个功率块中的每对之间的基于归一化频率信息的互相关值的矩阵；确定指示电压下降的发生的互相关值中的偏差；基于所确定的偏差来确定异常变化以从所述多个功率块中标识经历闩锁事件的第一功率块；以及复位第一功率块的电源，而不中断所述多个功率块中的其余者的电源。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】用于闩锁检测和缓解的系统和方法
技术介绍
闩锁（latch-up）是发生在集成电路（IC）中的一类短路。其是被由于电子-空穴对的双极放大造成的逃逸电流围栏（railing）（即，在IC的电力供应轨之间的低阻抗路径的产生）所表征的故障状况。在有源器件和衬底之间形成的p-n结（其通常是反向偏置的）可能由于例如衬底对宇宙辐射的吸收而变成正向偏置的。这样的事件（辐射诱发的闩锁或单粒子闩锁）引起通常被良好地局部化（localize）（即，在几微米内）到辐射吸收附近的在电源轨（powerrail）和地轨之间的电流的短路。由闩锁引起的错误可以被表征为硬错误或软错误。软错误可以通过电源复位（powerreset）或电力循环来解决，而硬错误是更加灾难且永久的，趋向于导致围栏电流、严重的电压下降和热过载。诸如当受影响的区域或组件中未中断电源以将闩锁状况复位时，如果软错误未被检测到且未被缓解，则其可能变成硬错误。附图说明因为参考以下详细描述，在结合附图理解时，本专利技术的前述方面和许多伴随的优点变得更好理解，所以其将变得更容易领会，其中除非另外指定，否则相似的参考数字贯穿各种视图指代相似的部分：图1图示了由CMOS（互补金属氧化物半导体）工艺中的寄生结形成的双极放大器；图2是根据本专利技术的实施例的闩锁检测和缓解方面的概观；图3A是图示根据实施例的实现本专利技术的各方面的示例性系统的框图；图3B是图示根据另一实施例的实现本专利技术的各方面的示例性系统的框图；图4是图示根据实施例的由一对电压下降监视器收集的数据之间的互相关的曲线图；图5图示了由闩锁检测电路生成的互相关矩阵的实施例；图6图示了被分割成多个威胁级别或类别的闩锁可能性连续统（continuum）的实施例；图7是图示用于检测和缓解功率块（powerblock）系统中的闩锁事件的方法的实施例的流程图；图8A是图示根据本专利技术的实施例的示例性有序流水线和示例性寄存器重命名、无序发布/执行流水线两者的框图；图8B是图示根据本专利技术的实施例的要包括在处理器中的有序架构核心的示例性实施例和示例性寄存器重命名、无序发布/执行架构核心两者的框图；图9是根据本专利技术的实施例的单核心处理器和具有集成存储器控制器和图形的多核心处理器的框图；图10图示了依照本专利技术的一个实施例的系统的框图；图11图示了依照本专利技术的实施例的第二系统的框图；图12图示了依照本专利技术的实施例的第三系统的框图；图13图示了依照本专利技术的实施例的片上系统（SoC）的框图；以及图14图示了根据本专利技术的实施例的对比将源指令集中的二进制指令转换成目标指令集中的二进制指令的软件指令转换器的使用的框图。具体实施方式本文中描述了实现用于闩锁检测和缓解的方法和系统的实施例。在以下描述中，阐述了许多具体细节以提供对本专利技术的实施例的透彻理解。然而，相关领域技术人员将认识到，可以在没有具体细节中的一个或多个的情况下或者利用其他方法、组件、材料、结构等实践本专利技术。在其他实例中，未详细示出或描述公知的结构、材料或操作以避免模糊本专利技术的各方面。贯穿本说明书对“一个实施例”或“实施例”的引用意味着结合该实施例描述的特定特征、结构或特性被包括在本专利技术的至少一个实施例中。因此，短语“在一个实施例中”或“在实施例中”贯穿本说明书在各种地方中的出现不一定都指代同一实施例。此外，所述特定特征、结构或特性可以以任何合适的方式组合在一个或多个实施例中。为了清楚，本文中的各图中的单独组件可以通过其在各图中的标签而不是通过特定参考数字来指代。构建在硅（Si）衬底上的集成电路易受闩锁状况的影响。在现场中，这些类型的故障常常被观察为瞬时小故障（例如死亡的Windows蓝屏），并且常常被通过完全电源复位来解决。所述故障归因于随机软错误辐射事件，其由在有源器件和衬底之间形成的pn结附近的光子吸收和随后的电子保持对生成所触发。偶尔这样的事件将触发双极放大（npn/pnp），导致跨正常反向偏置结到衬底的级联雪崩击穿。图1图示了由CMOS（互补金属氧化物半导体）工艺中的寄生结形成的双极放大器。虽然该现象通常被良好地局部化，但是更宽的电路受到影响，如由电源和地之间的围栏电流引起的电源轨上的电压下降所表明的。监视每个电源轨上的电压下降提供了可以通过其来检测闩锁事件的基本机制。闩锁事件引起可以被表征为硬故障和软故障的错误。永久且一致的硬故障趋向于对需要昂贵维修和/或更换的电路系统造成不可逆的损坏。另一方面，软故障趋向于不那么严重，并且通常可以在电力循环之后恢复。尽管如此，软故障如果未被中断且未被缓解，则可能容易通过引起严重的热和结构损坏而变成硬故障。因此，本文中描述的闩锁检测和缓解方案目的在于通过自动地标识并快速地解决软故障来减少与闩锁事件相关联的永久硬件损坏。本专利技术的各方面提供了用于基于监视电压下降来检测闩锁创造的检测机制。在一个实施例中，电压下降监视器被设计成在与其正在针对闩锁而监视的电源轨分开的电源轨上操作。在另一实施例中，监视器电路被设计成在低电压下操作，其常常与由电力供应负载线上的围栏电流引起的电压降低（brown-out）状况的特性一致。替代地，可以使一个或多个监视器电路交错以监视来自邻近块的闩锁检测信号，其中的每个与被监视块中的每个分开地得到电力。本专利技术的其他方面包括用于分析电压下降数据并计算出闩锁事件可能发生在哪里的方法。在一个实施例中，基于有限状态机（FSM）、有监督学习机或无监督学习机将所收集的电压下降数据馈送到智能闩锁检测器中，以关于闩锁为每个被监视的功率块确定威胁级别。根据实施例，智能闩锁检测器是优选的，因为传统的闩锁检测解决方案不能从由闩锁状况引起的更惊人的下降源中识别由于局部或全局供电线噪声而可能发生的正常电压下降。图2是图示根据实施例的本专利技术的闩锁检测和缓解方面的概观的示意图。在图2中，为针对闩锁事件而要监视的每个功率块实现电压下降监视器（例如，VDM1-VDMn）。从每个VDM收集的数据然后被输出到闩锁检测器220并由闩锁检测器220收集。闩锁检测器在分析所收集的数据之后输出一个或多个结果240。在一个实施例中，针对每个功率块生成结果。该结果指示基于对所收集的数据的分析为每个功率块确定的威胁级别。根据实施例，生成的结果是四个级别L1-L4（例如，231-234）中的一个。每个级别对应于正在发生闩锁事件的可能性的程度。例如，L1231肯定地指示正在发生闩锁事件，L2232指示闩锁事件可能当前没有发生但是即将发生，L3233指示闩锁事件是可能的，并且L4234指示没有发生任何闩锁事件的风险。每个威胁级别与要采取的一个或多个缓解措施相关联。图3A是图示根据实施例的用于实现本专利技术的各方面的示例性系统300的框图。系统300包括一个或多个功率块（例如，311-315）。功率块可以是针对闩锁事件而监视的区域、设备、特定设备的组件等。功率块可以是物理的或逻辑的。在一个实施例中，系统300是多核心处理器，并且每个功率块表示处理器核心、高速缓冲存储器、缓存代理等。在另一实施例中，该系统是计算机并且每个功率块是计算机组件，诸如存储器控制器、硬盘驱动器控制器、以太网卡、图形卡等。当然，这些示例决不是限制性的，并且可以在可以受益于闩锁检测和缓解的任何系统中实现本专利技术的各方面。在图3A中本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种系统，包括：多个电压下降监视电路，每个电压下降监视电路对应于多个功率块中的一个，其中每个功率块由对应的电源轨供电；闩锁检测电路，其被通信地耦合到所述多个电压下降监视电路，所述闩锁检测电路要：从所述多个电压下降监视电路接收频率信息；以及基于所接收的频率信息来确定异常变化，以从所述多个功率块中标识经历闩锁事件的第一功率块；以及电压调节器电路，其被通信地耦合到所述闩锁检测电路和每个对应的电源轨，所述电压调节器电路要：引起第一功率块中的电源复位，而不中断所述多个功率块中的其余者的电源。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2016.09.30 US 15/2830841.一种系统，包括：多个电压下降监视电路，每个电压下降监视电路对应于多个功率块中的一个，其中每个功率块由对应的电源轨供电；闩锁检测电路，其被通信地耦合到所述多个电压下降监视电路，所述闩锁检测电路要：从所述多个电压下降监视电路接收频率信息；以及基于所接收的频率信息来确定异常变化，以从所述多个功率块中标识经历闩锁事件的第一功率块；以及电压调节器电路，其被通信地耦合到所述闩锁检测电路和每个对应的电源轨，所述电压调节器电路要：引起第一功率块中的电源复位，而不中断所述多个功率块中的其余者的电源。2.根据权利要求1所述的系统，其中所述多个电压下降监视电路中的每个包括环形振荡器和计数器。3.根据权利要求2所述的系统，其中所述环形振荡器基于所述电源轨的电压来测量频率。4.根据权利要求2所述的系统，其中所述环形振荡器基于所述电源轨的电流来测量频率。5.根据权利要求1-4中任一项所述的系统，其中所述闩锁检测电路还要：对从所述多个电压下降监视电路中的每个接收的频率信息进行归一化；创建所述多个功率块中的每对之间的基于归一化接收频率信息的互相关值的矩阵；以及确定指示电压下降的发生的所述互相关值中的偏差。6.根据权利要求5所述的系统，其中所述闩锁检测电路还要：基于所确定的所述互相关值中的偏差来分配闩锁的可能性。7.根据权利要求6所述的系统，其中所述闩锁的可能性包括多个级别。8.根据权利要求7所述的系统，其中所述多个级别中的每个级别与一个或多个缓解措施相关联。9.根据权利要求8所述的系统，其中所述一个或多个缓解措施中的一个包...

【专利技术属性】
技术研发人员：C范达姆，S库马尔，S辛迪亚，R阿斯卡朱比，C席罗塔，
申请(专利权)人：英特尔公司，
类型：发明
国别省市：美国,US