脉冲信号宽度测量装置、方法、系统和介质制造方法及图纸

提供脉冲信号宽度测量装置、方法、系统和介质。该装置包括：缓冲器链路，包括N个第一缓冲器、一输入端连接脉冲信号且另一输入端连接相应第一缓冲器的输出的N个第一与门、和与每个第一与门的输出端耦合的相应的N个触发器，而且N个第一缓冲器首尾相连；路径时延调节电路，其中路径时延调节电路的输入端接收脉冲信号，路径时延调节电路的输出端连接到第一个缓冲器的输入端；控制装置，在每次调节时根据预设调节步长控制路径时延调节电路产生的延时从预设时延减少至少一个预设调节步长，直到第P个触发器的输出改变；测量装置，至少根据各个触发器的输出端输出的结果和每个第一缓冲器的延时、路径时延调节电路的延时，来测量脉冲信号的宽度。信号的宽度。信号的宽度。

【技术实现步骤摘要】
脉冲信号宽度测量装置、方法、系统和介质


[0001]本申请涉及集成电路领域，且更具体地，涉及用于测量关键路径的时延的脉冲信号宽度测量装置、方法、系统和介质。

技术介绍

[0002]现代集成电路在制造过程中会受到工艺偏差的影响，导致不同成品之间性能有所差异，例如有些集成电路可以在3GHz的频率下运行，而有些集成电路只能在2.8GHz下运行。集成电路运行速度通常由芯片内部的关键路径时延决定。关键路径一般是集成电路内部时延最长的一批路径。为了对集成电路进行性能标定，可以在出厂测量中，直接测量集成电路关键路径的时延，测量可以使用时间
‑
数字转化电路。
[0003]此外，集成电路在运行过程中，由于受到老化、温度、供电电压的影响，集成电路内部路径的时延也会随之发生波动，可能使得集成电路中某些关键路径的时延超过时钟周期，导致集成电路运行发生错误。
[0004]因此需要对集成电路中某些关键路径的时延进行准确的测量。

技术实现思路

[0005]根据本申请的一个方面，提供一种脉冲信号宽度测量装置，包括：缓冲器链路，包括N个第一缓冲器、一个输入端连接脉冲信号且另一个输入端连接相应第一缓冲器的输出的N个第一与门、和与每个第一与门的输出端耦合的相应的N个触发器，而且所述N个第一缓冲器各自的输出端与下一第一缓冲器的输入端相连接，其中N是大于1的正整数；路径时延调节电路，其中所述路径时延调节电路的输入端接收脉冲信号，所述路径时延调节电路的输出端连接到缓冲器链路中的第一个缓冲器的输入端；控制装置，在每次调节时根据预设调节步长控制所述路径时延调节电路产生的延时从预设时延减少至少一个预设调节步长，直到第P个触发器的输出改变，其中P是正整数且小于或等于N；测量装置，连接到各个触发器的输出端和所述控制装置，且至少根据各个触发器的输出端输出的结果和每个第一缓冲器的延时、就在第P个触发器的输出改变之前的所述路径时延调节电路的延时，来测量所述脉冲信号的宽度。
[0006]根据本申请的另一个方面，提供一种脉冲信号宽度测量装置的脉冲信号宽度测量方法，其中所述脉冲信号宽度测量装置包括：缓冲器链路，包括N个第一缓冲器、一个输入端连接脉冲信号且另一个输入端连接相应第一缓冲器的输出的N个第一与门、和与每个第一与门的输出端耦合的相应的N个触发器，而且所述N个第一缓冲器各自的输出端与下一第一缓冲器的输入端相连接，其中N是大于1的正整数；路径时延调节电路，其中所述路径时延调节电路的输入端接收脉冲信号，所述路径时延调节电路的输出端连接到缓冲器链路中的第一个缓冲器的输入端；其中所述脉冲信号宽度测量方法包括：在每次调节时根据预设调节步长控制所述路径时延调节电路产生的延时从预设时延减少至少一个预设调节步长，直到第P个触发器的输出改变，其中P是正整数且小于或等于N；至少根据各个触发器的输出端输
出的结果和每个第一缓冲器的延时、就在第P个触发器的输出改变之前的所述路径时延调节电路的延时，来测量所述脉冲信号的宽度。
[0007]根据本申请的另一个方面，提供一种计算机系统，包括：处理器；存储器，耦合于处理器，且在其中存储计算机可执行指令，用于在由处理器执行时进行脉冲信号宽度测量方法。
[0008]根据本申请的另一个方面，提供一种计算机可读介质，其上存储有计算机程序，其中，所述程序被处理器执行时实现脉冲信号宽度测量方法。
[0009]本申请的各个方面采用路径时延调节电路，大幅度提升了测量精度；将测量结构转换为环形振荡器测量，更加准确的测量，降低了工艺偏差、老化、走线等因素对测量结构精度的误差影响；采用信号锁存电路产生触发器的时钟信号，避免触发器出现亚稳态现象；测量精度高；相比于使用数模转化电路、电阻电容等方式，本结构可使用纯数字结构(例如多路选择器、逻辑电路和锁存结构等)，利用标准装置库中的器件即可实现，可直接进行综合，对集成电路设计流程非常友好；本结构抗老化干扰，即便电路因老化导致时延增加，测量精度受到影响较小；本结构只需极小的面积开销，对原集成电路设计影响很小。
附图说明
[0010]为了更清楚地说明本公开实施例或现有技术中的技术方案，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地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本公开的一些实施例，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他的附图。
[0011]图1示出了根据本申请的实施例的时间
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数字转换电路的总体框图。
[0012]图2A示出了用于将关键路径时延转换为脉冲信号的电路和波形示意图。图2B展示了关键路径时延转换为脉冲信号的波形示意图。
[0013]图3A示出了用于将两个上升信号时延差转换为脉冲信号的电路和波形示意图。图3B示出了两个上升信号时延差转换为脉冲信号的波形示意图。
[0014]图4示出了根据本申请的实施例的脉冲信号宽度测量装置的一个实施例的方框图。
[0015]图5示出了根据本申请的实施例的脉冲信号宽度测量装置的另一实施例的方框图。
[0016]图6示出了根据本申请的实施例的在输入示例的脉冲信号波形且不考虑路径时延调节电路的情况下缓冲器链路中的各个第一缓冲器和第一与门的输出波形图。
[0017]图7示出了根据本申请的实施例的信号锁存电路的示意电路图。
[0018]图8A示出了根据本申请的实施例的路径时延调节电路的一个实施例的电路图。
[0019]图8B示出了根据本申请的实施例的路径时延调节电路的另一个实施例的电路图。
[0020]图9示出了根据本申请的实施例的在关键路径存在的每个区域都放置一个本申请设计的时间数字转换电路的示意图。
[0021]图10示出了根据本申请的实施例的脉冲信号宽度测量装置的脉冲信号宽度测量方法的流程图。
[0022]图11示出了适于用来实现本申请实施方式的示例性计算机系统的框图。
[0023]图12示出了根据本公开的实施例的非暂时性计算机可读存储介质的示意图。
具体实施方式
[0024]现在将详细参照本申请的具体实施例，在附图中例示了本申请的例子。尽管将结合具体实施例描述本申请，但将理解，不是想要将本申请限于描述的实施例。相反，想要覆盖由所附权利要求限定的在本申请的精神和范围内包括的变更、修改和等价物。应注意，这里描述的方法步骤都可以由任何功能块或功能布置来实现，且任何功能块或功能布置可被实现为物理实体或逻辑实体、或者两者的组合。
[0025]传统技术中，可以使用时间
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数字转化电路对关键路径的时延进行测量，判断集成电路的状态，如是否处于过度老化、供电电压不足等状态。
[0026]时间
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数字转化电路还被广泛应用于两个信号的时间间隔测量，如超声波流量仪、高能物理和核物理、各种手持/机载或固定工作的高精度激光测距仪、激光雷达、激光扫描仪等领域。
[0027]通常时间
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数字本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种脉冲信号宽度测量装置，包括：缓冲器链路，包括N个第一缓冲器、一个输入端连接脉冲信号且另一个输入端连接相应第一缓冲器的输出的N个第一与门、和与每个第一与门的输出端耦合的相应的N个触发器，而且所述N个第一缓冲器各自的输出端与下一第一缓冲器的输入端相连接，其中N是大于1的正整数；路径时延调节电路，其中所述路径时延调节电路的输入端接收脉冲信号，所述路径时延调节电路的输出端连接到缓冲器链路中的第一个缓冲器的输入端；控制装置，在每次调节时根据预设调节步长控制所述路径时延调节电路产生的延时从预设时延减少至少一个预设调节步长，直到第P个触发器的输出改变，其中P是正整数且小于或等于N；测量装置，连接到各个触发器的输出端和所述控制装置，且至少根据各个触发器的输出端输出的结果和每个第一缓冲器的延时、就在第P个触发器的输出改变之前的所述路径时延调节电路的延时，来测量所述脉冲信号的宽度。2.根据权利要求1所述的装置，其中，所述路径时延调节电路包括M个第一多路选择器，M是正整数，每个第一多路选择器的输入端与缓冲时间不同的至少2个第二缓冲器相连接，且在每次调节时，所述控制装置向每个第一多路选择器的选通信号端输入各自的路径延时调节信号以选通所述至少2个第二缓冲器之一，以控制所述路径时延调节电路产生的延时从预设时延减少至少一个预设调节步长。3.根据权利要求1所述的装置，其中，所述路径时延调节电路包括1个第一多路选择器，所述第一多路选择器的输入端与总缓冲时间不同的至少2个第二缓冲器组相连接，且在每次调节时，所述控制装置向所述第一多路选择器的选通信号端输入路径延时调节信号以选通所述至少2个第二缓冲器组中的一个第二缓冲器组，以控制所述路径时延调节电路产生的延时从预设时延减少至少一个预设调节步长。4.根据权利要求1所述的装置，还包括第二多路选择器、多组奇数个非门、计数器和定时器，其中，该第二多路选择器的多个输入端分别通过所述多组奇数个非门接收所述N个缓冲器的输出端的输出信号且接收所述脉冲信号和具有预定脉冲宽度的时钟信号，所述第二多路选择器的输出端连接所述路径时延调节电路，所述路径时延调节电路的输出端还连接所述计数器，所述计数器还连接所述定时器。5.根据权利要求4所述的装置，其中所述控制装置向所述第二多路选择器的选通信号端输出环形振荡器切换信号，以：在高精度测量步骤模式中：控制所述第二多路选择器选通所述具有预定脉冲宽度的时钟信号，所述测量装置通过所述路径时延调节电路和控制装置的时延调节，在每次调节时根据预设调节步长控制所述路径时延调节电路产生的延时从预设时延减少至少一个预设调节步长，直到第Q个触发器的输出改变，将所述路径时延调节电路的延时固定在就在第Q个触发器的输出改变之前的状态，其中Q是正整数且小于或等于N，
在校准步骤中：控制所述第二多路选择器选通所述第Q
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1个第一缓冲器的输出，利用所述定时器在预定定时内利用计数器进行环形振荡计数，来测量得到所述时钟信号的带误差的宽度，并将所述预定脉冲宽度与所述带误差的宽度之间的差作为误差；在高精度和去误差的测量模式中：控制所述第二多路选择器选通所述脉冲信号，所述测量装置经过所述高精度模式和校准步骤的测量以得到待测脉冲信号的带误差的宽度，从待测脉冲信号的带误差的宽度减去所述误差，得到脉冲信号的高精度和去误差的宽度，其中，所述利用所述定时器在预定定时内利用计数器进行环形振荡计数，来测量得到所述时钟信号的带误差的宽度包括将预定定时除以在预定定时内计数器对环形振荡的计数来测量得到所述时钟信号的带误差的宽度。6.根据权利要求5所述的装置，其中，控制所述第二多路选择器选通所述脉冲信号，所述测量装置经过所述高精度模式和校准步骤的测量以得到待测脉冲信号的带误差的宽度，从待测脉冲信号的带误差的宽度减去所述误差，得到脉冲信号的高精度和去误差的宽度包括：在高精度测量步骤中：控制所述第二多路选择器选通所述待测脉冲信号，所述测量装置通过所述路径时延调节电路和控制装置的时延调节，在每次调节时根据预设调节步长控制所述路径时延调节电路产生的延时从预设时延减少至少一个预设调节步长，直到第Q个触发器的输出改变，将所述路径时延调节电路的延时固定在就在第Q个触发器的输出改变之前的状态，其中Q是正整数且小于或等于N；在校准步骤中：控制装置控制所述第二多路选择器选通所述第Q
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1个第一缓冲器的输出，利用所述定时器在预定定时内利用计数器进行环形振荡计数，来测量得到所述待测脉冲信号的带误差的宽度；在去误差步骤中：控制装置从待测脉冲信号的带误差的宽度减去之前通过预定宽度的时钟信号计算的误差，得到脉冲信号的高精度和去误差的宽度。7.根据权利要求1所述的装置，其中，所述测量装置通过如下步骤来测量所述脉冲信号的高精度宽度：将所述前(P
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1)个第一缓冲器的总延时加上在所述第P个触发器的输出改变之前的所述路径时延调节电路的延时、来得到所述脉冲信号的高精度宽度。8.根据权利要求1所述的装置，还包括：N个信号锁存电路，其中每个缓冲器经过各自的信号锁存电路连接到相应的触发器的时钟输入端，其中各个触发器的输入端接收高电平，其中，每个信号锁存电路包括：第一与门，其第一输入端与相应的缓冲器的输出端相连接，其第二输入端接收脉冲信号；或门，其第一输入端与所述第一与门的输出端相连接，其输出端与相应的触发器的时钟输入端相连接；第二与门，其输出端与所述或门的第二输入端相连接，其第一输入端与所述或门的输
出端相连接，其第二输入端接收信号锁存电路复位信号，其在复位时是低电平。9.根据权利要求1所述的装置，其中，所述脉冲信号是将集成电路的关键路径的起始点的信号通过所述关键路径得到的信号和所述起始点的信号作为异或门的两个输入而得到的异或门的输出。10.一种脉冲信号宽度测量装置的脉冲信号宽度测量方法，其中所述脉冲信号宽度测量装置包括：缓冲器链路，包括N个第一缓冲器、一个输入端连接脉冲信号且另一个输入端连接相应第一缓冲器的输出的N个第一与门、和与每个第一与门的输出端耦合的相应的N个触发器，而且所述N个第一缓冲器各自的输出端与下一第一缓冲器的输入端相连接，其中N是大于1的正整数；路径时延调节电路，其中所述路径时延调节电路的输入端接收脉冲信号，所述路径时延调节电路的输出...

【专利技术属性】
技术研发人员：张俊谋，张东嵘，卢山，王剑，
申请(专利权)人：脸萌有限公司，
类型：发明
国别省市：