공급 전압 변이와 NBTI를 고려한 클럭 트리 합성
- 주제(키워드) Clock Tree Syntesis , NBTI , Supply voltage , Clock skew
- 발행기관 서강대학교 일반대학원
- 지도교수 김주호
- 발행년도 2017
- 학위수여년월 2017. 2
- 학위명 석사
- 학과 및 전공 일반대학원 컴퓨터공학과
- 실제URI http://www.dcollection.net/handler/sogang/000000061142
- 본문언어 한국어
- 저작권 서강대학교 논문은 저작권보호를 받습니다.
초록/요약
In a high performance synchronous system, the robust clock tree synthesis (CTS) has become a critical step for performance and reliability. Clock tree networks are affected by different sources of variation. Non-uniform supply voltages of buffers in CTS may incur performance degradation due to a clock skew. Random IR-drops among the clock distribution network cause skew variations which can violate timing conditions. Negative bias temperature instability (NBTI) which is one of the aging effects has emerged as the dominant PMOS device failure mechanism. Clock gating technique impacts NBTI-induced Vth degradation on clock buffers that causes asymmetric aging leading to a large clock skew. In this thesis, a novel robust clock tree synthesis considering supply voltage variation and NBTI is proposed. The proposed CTS method consists of two stages; bottom-up, top-down. Proposed method utilizes clustering method in the bottom-up stage. The top-down stage performs supply voltage alignment using signal probability for buffer insertion and wire routing using wire snaking for symmetric clock tree. Therefore proposed method can minimize clock skew. Experimental results show that proposed method reduces supply voltage variation and makes a robust clock tree synthesis due to NBTI.
more초록/요약
고성능 동기식 시스템에서, 클럭 트리 합성(CTS)은 성능과 신뢰성을 위한 중요한 단계가 되었다. 클럭 트리 네트워크는 다양한 변이에 의해 영향을 받는다. CTS 시 버퍼의 불균등한 공급 전압은 클럭 스큐를 일으켜 성능 저하를 초래할 수 있다. 클럭 네트워크에서 일어나는 IR-drop은 스큐에 영향을 주어 타이밍에 해를 끼칠 수 있다. NBTI(Negative bias temperature instability)는 노화를 일으키는 현상 중에 하나로, PMOS 장치에서 오류를 일으키는 주요 원인이다. 클럭 게이팅 기술은 NBTI 현상으로 인해 클럭 버퍼의 문턱 전압에 변화를 일으킨다. 그래서 결국 이러한 문턱 전압의 변화는 비대칭적인 노화를 일으켜 예기치 않은 클럭 스큐를 발생시킨다. 본 논문에서는 공급 전압 및 NBTI를 고려하여 새로운 강력한 클럭 트리 합성 방법을 제안한다. 제안된 CTS 방법은 상향식과 하향식, 두 단계로 이루어져 있다. 상향식 단계에서 클럭 트리를 구성한다. 하향식 단계에서는 확률적 신호 분석 기법(Signal Probability)을 사용하여 공급 전압을 할당한다. 이 할당한 공급 전압은 대칭직인 클럭 트리 구성을 위한 버퍼 삽입과 스네이킹을 사용한 라우팅 과정에서 필요하다. 따라서 제안된 방법은 클럭 스큐를 최소화 할 수 있다. 실험 결과는 제안된 방법이 공급 전압의 변동을 감소시키고, NBTI에 강력한 클럭 트리를 합성하였음을 보여준다.
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