時鐘網(wǎng)絡的開關控制方法、裝置及處理器的制造方法
【技術(shù)領域】
[0001]本發(fā)明涉及處理器技術(shù)，尤其涉及一種時鐘網(wǎng)絡的開關控制方法、裝置及處理器。
【背景技術(shù)】
[0002]隨著處理器的快速發(fā)展，處理器芯片上設置的晶體管數(shù)目逐漸增多，芯片的復雜程度逐漸提高，芯片的功耗隨之增大，成為現(xiàn)階段處理器芯片發(fā)展的一個瓶頸。在處理器的設計中，時鐘信號必須以較低的時鐘偏差被分到處理器芯片上所有時序單元的時鐘端，形成時鐘網(wǎng)絡。時鐘信號成為處理器芯片中分布面積最大，負載最多，且也是最重要的控制信號，消耗在時鐘網(wǎng)絡上的功耗占芯片總功耗的比重非常大。因此，降低消耗在時鐘網(wǎng)絡上的功耗成為一項重要的課題。
[0003]時鐘網(wǎng)絡主要包括時鐘線和時序單元，各時序單元通過時鐘線連接至時鐘源，接收時鐘源發(fā)出的時鐘信號。對應的，消耗在時鐘網(wǎng)絡上的功耗主要分為時鐘線的功耗和時序單元內(nèi)部的功耗。沿著時鐘信號的傳輸方向，時鐘線和時序單元的數(shù)量逐漸增多，最末一層時序單元的數(shù)量是最多的，其負載功耗的消耗量也是最大的。
[0004]時序單元通過時鐘線的連接可構(gòu)成多種形式的時鐘結(jié)構(gòu),例如網(wǎng)格結(jié)構(gòu)、樹形結(jié)構(gòu)、魚骨結(jié)構(gòu)等，多種時鐘結(jié)構(gòu)相結(jié)合進而形成時鐘網(wǎng)絡。其中，為時序單元提供時鐘信號多采用網(wǎng)格結(jié)構(gòu)，將時序單元中相同的時鐘信號節(jié)點短接在一起，形成時鐘網(wǎng)格。當處理器芯片上出現(xiàn)電壓波動而導致某些節(jié)點之間出現(xiàn)電壓差時，各節(jié)點之間短接的線路上就會有電流流過，以實現(xiàn)將各節(jié)點之間的電勢抹平，最終降低了同一個網(wǎng)格結(jié)構(gòu)下的各時序單元之間的時鐘信號差異。在實際應用中，時鐘網(wǎng)格通常與其它形式的時鐘結(jié)構(gòu)結(jié)合起來形成混合結(jié)構(gòu)，常見的配置有魚骨結(jié)構(gòu)+網(wǎng)格結(jié)構(gòu)，以及樹形結(jié)構(gòu)+網(wǎng)格結(jié)構(gòu)等。圖1為一種典型的樹形結(jié)構(gòu)驅(qū)動時鐘網(wǎng)格的時鐘分布結(jié)構(gòu)示意圖，如圖1所示，該結(jié)構(gòu)包括前驅(qū)時鐘樹101、時鐘網(wǎng)格102以及負載時鐘樹103，其中，前驅(qū)時鐘樹101用于將時鐘源104發(fā)出的時鐘信號以較小的時鐘偏差傳送至時鐘網(wǎng)格102上的各個節(jié)點，前驅(qū)時鐘樹101可以為普通樹，也可以為二叉樹或H樹。時鐘網(wǎng)格102能夠糾正時鐘偏差，使得時鐘網(wǎng)格102上各個節(jié)點之間的電勢差近似相等。負載時鐘樹103用于將各時序單元掛載到時鐘網(wǎng)格102上，以接收時鐘信號，可以通過直接掛載的方式，也可以通過樹形結(jié)構(gòu)掛載，圖1示出的結(jié)構(gòu)是樹形掛載。
[0005]目前，用于降低時鐘網(wǎng)絡中末層時序單元功耗的常用技術(shù)為時鐘門控技術(shù)，即在末層時鐘網(wǎng)格與末層時序單元之間設置門控單元，當門控單元打開時進行傳遞時鐘信號，當門控單元閉合時，輸出的時鐘信號的跳變沿被抹掉，因此，該門控單元驅(qū)動的時序單元的時鐘端就不會發(fā)生翻轉(zhuǎn)，節(jié)約了時鐘線翻轉(zhuǎn)和時序單元時鐘入口電容充放電所帶來的動態(tài)功耗，降低了末層時序單元的功耗。由于時鐘網(wǎng)格與時鐘源之間上層結(jié)構(gòu)的時鐘信號必須保持一致，因此利用時鐘門控技術(shù)來降低功耗的方法無法應用在時鐘網(wǎng)格以及該上層結(jié)構(gòu)，只能夠用在時鐘網(wǎng)格下層的時序單元中。
[0006]對于上述時鐘門控技術(shù)的應用問題，技術(shù)人員提出了在時鐘網(wǎng)格和前驅(qū)時鐘樹中設置開關的方式，其中，時鐘網(wǎng)格中的網(wǎng)格開關可以設置在時鐘網(wǎng)格的任意位置，當網(wǎng)格開關閉合時形成一個完整的時鐘網(wǎng)格，在全局范圍內(nèi)起到降低時鐘偏差的作用，當網(wǎng)格開關斷開時可將時鐘網(wǎng)格劃分為至少兩個不相連的網(wǎng)格區(qū)域，可單獨在某一部分網(wǎng)格區(qū)域與所驅(qū)動的時序單元之間設置門控單元，采用時鐘門控技術(shù)來實現(xiàn)降低功耗。但若在時鐘網(wǎng)格和前驅(qū)時鐘樹中都設置開關，開關打開或關閉的瞬間都會增加開關兩側(cè)的電壓差，容易出現(xiàn)臺階電位的現(xiàn)象，導致誤碼率增大。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0007]本發(fā)明提供一種時鐘網(wǎng)絡的開關控制方法、裝置及處理器，用于降低時鐘網(wǎng)絡的誤碼率。
[0008]本發(fā)明實施例提供一種時鐘網(wǎng)絡的開關控制方法，所述時鐘網(wǎng)絡包括驅(qū)動時鐘結(jié)構(gòu)和時鐘網(wǎng)格，所述驅(qū)動時鐘結(jié)構(gòu)用于驅(qū)動所述時鐘網(wǎng)格，所述驅(qū)動時鐘結(jié)構(gòu)和所述時鐘網(wǎng)格中設置有開關，所述方法包括:
[0009]接收開關斷開信號，并根據(jù)所述開關斷開信號，依次斷開所述時鐘網(wǎng)格中的開關、所述驅(qū)動時鐘結(jié)構(gòu)中的低優(yōu)先級開關和所述驅(qū)動時鐘結(jié)構(gòu)中的高優(yōu)先級開關；
[0010]接收開關閉合信號，并根據(jù)所述開關閉合信號，依次閉合所述驅(qū)動時鐘結(jié)構(gòu)中的高優(yōu)先級開關、所述驅(qū)動時鐘結(jié)構(gòu)中的低優(yōu)先級開關和所述時鐘網(wǎng)格中的開關。
[0011]如上所述的時鐘網(wǎng)絡的開關控制方法，斷開所述時鐘網(wǎng)格中的開關，包括:
[0012]同步斷開連接在所述時鐘網(wǎng)格中的設定區(qū)域與所述時鐘網(wǎng)格中除所述設定區(qū)域之外的其余區(qū)域之間的全部開關。
[0013]如上所述的時鐘網(wǎng)絡的開關控制方法，閉合所述時鐘網(wǎng)格中的開關，包括:
[0014]同步閉合連接在所述時鐘網(wǎng)格中的設定區(qū)域與所述時鐘網(wǎng)格中除所述設定區(qū)域之外的其余區(qū)域之間的全部開關。
[0015]如上所述的時鐘網(wǎng)絡的開關控制方法，所述驅(qū)動時鐘結(jié)構(gòu)為樹形結(jié)構(gòu)；
[0016]所述接收開關斷開信號，并根據(jù)所述開關斷開信號，依次斷開所述時鐘網(wǎng)格中的開關、所述驅(qū)動時鐘結(jié)構(gòu)中的低優(yōu)先級開關和所述驅(qū)動時鐘結(jié)構(gòu)中的高優(yōu)先級開關，包括:
[0017]接收開關斷開信號，并根據(jù)所述開關斷開信號，沿著所述時鐘網(wǎng)格、所述樹形結(jié)構(gòu)的低級分支至所述樹形結(jié)構(gòu)的高級分支的方向，依次斷開所述時鐘網(wǎng)格中的開關、所述樹形結(jié)構(gòu)的低級分支中的開關和所述樹形結(jié)構(gòu)的高級分支中的開關；
[0018]所述接收開關閉合信號，并根據(jù)所述開關閉合信號，所述依次閉合所述驅(qū)動時鐘結(jié)構(gòu)中的高優(yōu)先級開關、所述驅(qū)動時鐘結(jié)構(gòu)中的低優(yōu)先級開關和所述時鐘網(wǎng)格中的開關，包括:
[0019]接收開關閉合信號，并根據(jù)所述開關閉合信號，沿著所述樹形結(jié)構(gòu)的高級分支、所述樹形結(jié)構(gòu)的低級分支至所述時鐘網(wǎng)格的方向，依次閉合所述樹形結(jié)構(gòu)的高級分支中的開關、所述樹形結(jié)構(gòu)的低級分支中的開關和所述時鐘網(wǎng)格中的開關。
[0020]如上所述的時鐘網(wǎng)絡的開關控制方法，各所述開關為傳輸門。
[0021]如上所述的時鐘網(wǎng)絡的開關控制方法，所述開關斷開信號為提供給所述時鐘網(wǎng)絡所在芯片的第一外部輸入信號。
[0022]如上所述的時鐘網(wǎng)絡的開關控制方法，所述開關閉合信號為提供給所述時鐘網(wǎng)絡所在芯片的第二外部輸入信號。
[0023]如上所述的時鐘網(wǎng)絡的開關控制方法，所述開關斷開信號為所述時鐘網(wǎng)絡所在芯片的第一內(nèi)部控制信號。
[0024]如上所述的時鐘網(wǎng)絡的開關控制方法，所述開關閉合信號為所述時鐘網(wǎng)絡所在芯片的第二內(nèi)部控制信號。
[0025]如上所述的時鐘網(wǎng)絡的開關控制方法，所述開關斷開信號為所述時鐘網(wǎng)格中設定區(qū)域?qū)T控單兀的第一門控信號。
[0026]如上所述的時鐘網(wǎng)絡的開關控制方法，所述開關閉合信號為所述時鐘網(wǎng)格中設定區(qū)域?qū)T控單元的第二門控信號。
[0027]本實施例還提供一種時鐘網(wǎng)絡的開關控制裝置，所述時鐘網(wǎng)絡包括驅(qū)動時鐘結(jié)構(gòu)和時鐘網(wǎng)格，所述驅(qū)動時鐘結(jié)構(gòu)用于驅(qū)動所述時鐘網(wǎng)格，所述驅(qū)動時鐘結(jié)構(gòu)和所述時鐘網(wǎng)格中設置有開關，所述裝置包括:開關斷開控制模塊，用于接收開關斷開信號，并根據(jù)所述開關斷開信號，依次斷開所述時鐘網(wǎng)格中的開關、所述驅(qū)動時鐘結(jié)構(gòu)中的低優(yōu)先級開關和所述驅(qū)動時鐘結(jié)構(gòu)中的高優(yōu)先級開關；
[0028]開關閉合控制模塊，用于接收開關閉合信號，并根據(jù)所述開關閉合信號，依次閉合所述驅(qū)動時鐘結(jié)構(gòu)中的高優(yōu)先級開關、所述驅(qū)動時鐘結(jié)構(gòu)中的低優(yōu)先級開關和所述時鐘網(wǎng)格中的開關。
[0029]如上所述的時鐘網(wǎng)絡的開關控制裝置，所述驅(qū)動時鐘結(jié)構(gòu)為樹形結(jié)構(gòu)；
[0030]所述開關斷開控制模塊，具體用于接收開關斷開信號，并根據(jù)所述開關斷開信號，沿著所述時鐘網(wǎng)格、所述樹形結(jié)構(gòu)的低級分支至所述樹形結(jié)構(gòu)的高級分支的方向，依次斷開所述時鐘網(wǎng)格中的開關、所述樹形結(jié)構(gòu)的低級分支中的開關和所述樹形結(jié)構(gòu)的高級分支中的開關；
[0031]所述開關閉合控制模塊，具體用于接收開關