用于延长另一系统的有用寿命的方法和系统技术方案

所公开的是用于在存在导致系统器件内既表现出性能退化也表现出恢复性质的现象时延长第二系统的产品寿命的方法和相关联的第一系统的实施例。所述第一系统包括多个被包含在第二系统中（例如在共享总线上）的重复器件。这些重复器件适于在第二系统内独立地执行相同的功能。联合工作的参考信号发生器、参考信号比较器、功率控制器和状态机可以适于基于性能退化的测量，在重复器件之间无缝地切换第二系统内相同功能的执行，以便允许器件恢复。可被状态机访问的预定策略规定了何时以及是否开始切换。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术一般地涉及影响功能系统的性能退化(degration)和恢复(recovery)性质，并特别涉及用于通过优化与包含在第二系统中的器件相关联的恢复性质来延长所述第二系统的有用寿命的第一系统和方法。
技术介绍
在负偏置温度不稳定性(NBTI)现象中，加电的深亚微米互补金属氧化物半导体(CMOS)器件随着时间表现出性能退化(即性能退化性质、老化机制等)。例如，NBTI能够在p型CMOS器件中导致阈值电压偏移(threshold voltage shift)。这种阈值电压偏移潜在地是器件按比例缩小到更小的几何尺寸的重大障碍，因为更小的几何尺寸要求更小的阈值电压。NBTI现象另外的方面是断电的器件将相反地随着时间表现出性能恢复(即恢复性质)。存在着对适于优化这种恢复性质以便减轻老化机制对功能器件以及使用了这些器件的系统的有用寿命和可靠性的影响的电路和逻辑设计的需求。
技术实现思路
考虑到前述内容，这里公开了用于通过优化恢复性质对第二系统内的器件的影响以便减轻老化性质的效应来延长所述第二系统的有用寿命的方法和第一系统的实施例。本专利技术的第一系统的实施例包含多个被包含在所述第二系统中并适于在所述第二系统内独立地执行相同的功能的重复(duplicate)器件。联合工作的参考信号发生器、参考信号比较器、功率控制器和状态机适于在重复器件之间切换第二系统内相同功能的执行，以便允许器件恢复。根本上，在重复器件之间切换是基于可被状态机访问的预定策略。这个策略规定了用于确定何时一个或更多个重复器件应该进入恢复期以及用于确定何时重复器件准备好退出恢复期的标准。这个策略还提供了用于做出这种确定的计划(schedule)，并且作为选择，还指示可以由系统同时应对的负载分布管理目标和容错目标。更具体地说，第一系统的实施例包含多个被包含在第二系统中并适于在所述第二系统内独立地执行相同的功能的重复器件。参考信号发生器被包含在每一个重复器件中。而且，如上面所述，被包含在系统中的是预定策略，所述预定策略储存在存储器中。比较器与每一个参考信号发生器相连，并适于按照状态机指示的那样并基于所述预定策略规定的计划来开始产生参考信号。具体来说，比较器能够在状态机的指示下，通过独立于所述重复器件地控制所述发生器的加电和断电，开始从全部或被选择的重复器件产生参考信号。一旦加电，参考信号发生器就产生指示与其对应重复器件中的性能退化相关联的值的信号。比较器适于接收并比较参考信号(例如确定与全部或被选择重复器件相关联的性能退化值之间的差别)。比较结果被传递回状态机。状态机与每一个重复器件以及比较器均相通信。状态机适于通过功率控制系统控制重复器件的加电和断电。具体来说，状态机适于按照预定策略的规定，基于参考信号之间的最小差别，交替地对重复器件加电和断电。除了参考信号之间的最小差别以外，状态机在命令将给定的重复器件加电之前，也可以考虑重复器件从断电到加电所需要的最小恢复时间。被连接到状态机的计数器可以适于跟踪每一个器件的恢复时间，并在做出决策过程期间将该信息提供给状态机。交替地将重复器件加电和断电允许每一个器件在性能退化之后恢复，从而在整体上延长了第二系统的有用寿命和并提高了可靠性。因此，状态机还适于基于重复器件的数量和所允许的各自的恢复期，来预测被延长的有用寿命。还是如策略规定的那样，这种预测可以按需要显示，或者作为在距所预测的有用寿命终点预先选择的时段的自动警告。额外的目标也可以被编程到策略中，并由状态机控制。例如，状态机可以适于通过在由预定策略中的负载管理目标规定的时间将多于一个的重复器件加电，在重复器件之间平衡负载分布。类似地，状态机可以适于基于预定策略中的容错目标来限制重复器件的加电。例如，系统可以包含适于检测重复器件内的错误的错误检测系统，并且状态机可以适于基于由所述检测系统检测并传递到所述状态机的特定类型的错误来禁止器件的加电。状态机还适于基于对第二系统内所述相同功能的执行的要求，如预定策略所规定的那样将所有重复器件断电。本专利技术的用于延长系统的有用寿命的方法的实施例包含将多个适于执行系统内相同的功能的重复器件包含在系统中。建立规定了用于在重复器件之间切换相同功能的执行以便允许器件恢复的标准的策略。具体来说，建立了设置用于确定何时一个或更多个重复器件应该进入恢复期以及用于确定何时重复器件准备好退出恢复期的标准的策略。这个策略还提供了用于做出这种确定的计划，并且作为选择，还指示负载分布管理目标和容错目标，所述系统可以同时应对负载分布管理目标和容错目标。所述方法还包括使用比较器开始从重复器件产生参考信号。如上面详细描述的那样，每一个参考信号均可以从包含于对应的重复器件中的参考信号发生器发出。具体来说，每一个参考信号均可以指示与其对应重复器件相关联的性能退化值。通过按照状态机所指示的并基于预定策略规定的计划，独立于重复器件地控制发生器的加电和断电，比较器能够开始从全部或被选择的参考信号发生器的信号产生。一旦产生了信号，则它们被接收并被比较(例如由比较器)，以便确定全部或被选择的信号之间的差别(即确定信号所指示的性能退化值之间的差别)。然后，为了允许重复器件在性能退化之后恢复，按照预定策略的规定，重复器件被基于参考信号之间的最小差别交替地加电和断电(例如，如上所述，由状态机结合功率控制系统)。在确定是否将特定器件加电时，状态机可以考虑重复器件从断电到加电的所需要的最小恢复时间。这可以通过跟踪每一个器件的恢复时间(例如通过使用计数器)并在确定过程期间将此信息提供给状态机实现。允许重复器件在性能退化之后恢复延长了系统的有用寿命。因此，所述方法还可以包含基于重复器件的数量和所允许的各自的恢复期，预测被延长的有用寿命。还是如策略规定的那样，这种预测可以按要求向用户显示，或者作为在距所预测的有用寿命终点某个预先选择的时段的自动警告。通过本专利技术的实施例还可以实现额外的目标。这些额外的目标可以被包含在所述策略中并由例如状态机控制。具体来说，所述方法可以包含通过在由预定策略中的负载管理目标规定的时间将多于一个重复器件加电，在系统中的重复器件之间平衡负载分布。所述方法还可以包含检测重复器件中的错误(例如通过使用与状态机相通信的错误检测系统)并基于预定策略中的容错目标限制重复器件的加电。最后，所述方法可以包含确定何时系统要求执行由重复器件提供的功能并在不要求该功能时(例如在延长的非活动期期间)，按照预定策略的规定，将全部重复器件断电。当结合下面的描述和附图考虑本专利技术的实施例的这些以及其他方面时，将更好地理解它们。但是应该理解，下面的描述虽然指示了本专利技术的优选实施例及其许多具体细节，但却是为了说明而非限制而给出。不偏离本专利技术的精神，可以在本专利技术实施例的范围内做出许多改变和修改，并且本专利技术应该包括这些修改。附图说明参考附图，从下面的详细描述将更好地理解本专利技术的实施例，在附图中图1是示出本专利技术的系统的实施例的示意性框图；和图2是示出本专利技术的方法的实施例的示意性流程图。具体实施例方式本专利技术的实施例及其各种特征和有益细节被参考附图中示出的非限制性实施例更充分地说明，并在下面的描述中被详细阐述。应该注意，在附图中示出的特征不一定按比例绘制。省略了公知部件和处理技术的描述，以便不要本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种用于延长第二系统的有用寿命的第一系统，所述第一系统包含：适于在所述第二系统内独立地执行相同功能的重复器件；被包含在每一个所述重复器件中、并适于产生指示与每一个所述重复器件的性能退化相关联的值的参考信号的参考信号发生器；　 　适于接收并比较所述参考信号的比较器；和与所述比较器以及每一个所述重复器件相通信的状态机，其中，所述状态机适于按照预定策略的规定并基于所述重复器件之间的相对性能退化，交替地将所述重复器件加电和断电，所述相对性能退化由所述 参考信号之间的最小差别指示，并且其中，交替地将所述重复器件加电和断电允许所述重复器件在性能退化之后恢复。

【技术特征摘要】
US 2005-11-30 11/164,6461.一种用于延长第二系统的有用寿命的第一系统，所述第一系统包含适于在所述第二系统内独立地执行相同功能的重复器件；被包含在每一个所述重复器件中、并适于产生指示与每一个所述重复器件的性能退化相关联的值的参考信号的参考信号发生器；适于接收并比较所述参考信号的比较器；和与所述比较器以及每一个所述重复器件相通信的状态机，其中，所述状态机适于按照预定策略的规定并基于所述重复器件之间的相对性能退化，交替地将所述重复器件加电和断电，所述相对性能退化由所述参考信号之间的最小差别指示，并且其中，交替地将所述重复器件加电和断电允许所述重复器件在性能退化之后恢复。2.如权利要求1所述的第一系统，其中，所述比较器还适于基于由所述预定策略规定的计划，按照所述状态机的指示开始产生所述参考信号。3.如权利要求1所述的第一系统，其中，所述比较器还适于通过独立于所述重复器件来控制所述参考信号发生器的加电和断电，开始产生所述参考信号。4.如权利要求1所述的第一系统，其中，允许所述重复器件恢复延长了所述第二系统的所述有用寿命，并且其中，所述状态机还适于预测被延长的所述有用寿命。5.如权利要求1所述的第一系统，其中，所述预定策略还规定了所述重复器件从断电到加电所需要的最小恢复时间，并且其中，所述第一系统还包含计数器，所述计数器连接到所述状态机并适于跟踪恢复时间。6.一种用于延长第二系统的有用寿命的第一系统，所述第一系统包含适于在所述第二系统内独立地执行相同功能的重复器件；被包含在每一个所述重复器件中，并适于产生指示与每一个所述重复器件的性能退化相关联的值的参考信号的参考信号发生器；适于接收并比较所述参考信号的比较器；和与所述比较器以及每一个所述重复器件相通信的状态机，其中，所述状态机适于按照预定策略的规定并基于所述重复器件之间的相对性能退化，交替地将所述重复器件加电和断电，所述相对性能退化由所述参考信号之间的最小差别指示，其中，交替地将所述重复器件加电和断电允许所述重复器件在性能退化之后恢复，并且其中，所述状态机还适于按照所述预定策略中的负载管理目标的规定，通过将多于一个所述重复器件加电来平衡负载分布。7.如权利要求6所述的第一系统，还包含适于检测所述重复器件中的错误的错误检测系统，其中，所述状态机与所述错误检测系统相通信，并且还适于基于所述预定策略中的容错目标来限制所述重复器件的加电。...

【专利技术属性】
技术研发人员：肯尼斯J古德瑙，安德鲁S维耶尼克，马克S斯迪杜哈，奥斯卡C斯特罗哈克，保罗S祖乔夫斯基，彼德A陶姆布利，斯蒂芬G叔马，
申请(专利权)人：国际商业机器公司，
类型：发明
国别省市：US[美国]