[发明专利]集成电路以及用于补偿集成电路中的电路老化的方法

说明书

一种集成电路通过用老化传感器测量老化并基于所测得的老化来控制供电电压以补偿电路老化。针对老化传感器的操作环境可被设置为降低非老化效应对所测得的老化的影响。例如，操作环境可使用温度反相电压。作为初始已老化测量和初始未老化测量之间的差异的初始老化测量值可被存储在集成电路上。核心功率降低控制器可使用所测得的老化及所存储的初始老化测量值来更新性能传感器目标值，并随后使用经更新的性能传感器目标值来执行自适应电压缩放。

技术领域

本发明涉及集成电路，并且尤其涉及用于对集成电路性能动态地去老化的系统和方法。

背景技术

降低集成电路功耗已变得越来越重要，尤其是在电池供电的设备中。降低供电电压可降低功耗。操作集成电路所需的最小供电电压可基于各种条件而变化，诸如制造变化、电路特性、温度以及集成电路中各种模块的操作模式。自适应电压缩放(AVS)可被用于基于感测到的集成电路的性能测量来控制供电电压。

设备老化(尤其在纳米技术中)导致集成电路的电气参数的降级。例如，晶体管阈值电压可以通过诸如正偏压温度不稳定性(PBTI)和负偏压温度不稳定性(NBTI)之类的效应被增大。电路一般随着老化而更慢地工作。这影响了操作集成电路所需的供电电压。老化速率和老化量可随着集成电路的使用而改变。例如，与其电话在一天中的大部分时间处于待机的用户相比，在用户整天将电话用于多种任务(诸如文本收发、电话呼叫、流送视频以及玩游戏)时移动电话可能老化得更多。

现有老化补偿方案先验地估计老化对设备的效应。接着，基于最差情形场景，通过以下操作来计及老化效应：在老化的全部效应使它们本身显现为接近设备的预期工作寿命的末尾的情况下，包括大保护频带以使得设备满足其设计要求。这导致过度保守的设计，其可能导致显著的性能损耗。除了增加的功耗以外，可靠性可能由于增加的温度而降低。

发明内容

在一个方面，提供了一种用于补偿集成电路中的电路老化的方法。该方法包括：为布置在集成电路上的老化传感器设置操作环境；测量该操作环境处的老化传感器以确定所测得的老化；使用所测得的老化和初始老化测量值来更新性能传感器的目标值；以及使用经更新的目标值来执行自适应电压缩放。

在一个方面，提供了一种集成电路，其包括：被配置成提供所测得的老化的老化传感器；以及核心功率降低控制器，该核心功率降低控制器被配置成：设置老化传感器的操作环境，从老化传感器接收该操作环境处的所测得的老化，使用所测得的老化和初始老化测量值来更新性能传感器的目标值，以及使用经更新的目标值来执行自适应电压缩放。

在一个方面，提供了一种集成电路，其包括：用于感测集成电路中的电路系统的老化的装置，其提供所测得的老化；以及用于核心功率降低的装置，其被配置成：设置用于感测老化的装置的操作环境，从用于感测老化的装置接收该操作环境处的所测得的老化，使用所测得的老化和初始老化测量值来更新性能传感器的目标值，以及使用经更新的目标值来执行自适应电压缩放。

本发明的其他特征和优点将从通过示例解说本发明的诸方面的以下描述中变得明了。

附图说明

本发明的细节(就其结构和操作两者而言)可通过研究所附附图而被部分地收集，其中类似的附图标记指代类似的部分，并且在附图中：

图1是根据本文所公开的实施例的具有动态去老化的电子系统的功能框图；

图2是解说根据本文所公开的实施例的具有动态去老化的集成电路的布局的示图；

图3是根据本文所公开的实施例的性能传感器的功能框图；

图4是根据本文所公开的实施例的具有性能和老化传感器的集成电路模块的布局框图；

图5是电路速度相对于供电电压的曲线图；

图6是根据本文所公开的实施例的用于确定初始老化测量的过程的流程图；