高信頼オンチップ非同期データ転送技術に関する一検討

摘要

本稿ではチップ内におけるプロセスや温度・電源電圧などの環境のばらつき下で正しく動作する，多値電流モード（MVCM）回路に基づくオンチップ非同期データ転送方式の提案を行う．プロセスのばらつき対策として非同期式制御に用いるデータと制御情報を含んだ2つの符号語の距離を最小にすることで，符号語の最大論理値の削減を図るだけでなく，非同期信号の検出に用いる論理値に，それ以外の論理値と比較して多くの電流量を割り当てることで，単位論理値当たりの動作マージンを拡大させる．また，環境のばらつき対策として，温度や電源電圧などの環境の変動によって特性が変化するMVCM回路と共に，MVCM回路とは逆に変化する特性を持つ補正回路を構成することで，環境の変動下においてもMVCM回路の特性をほぼ一定にできることを示す．%This paper presents a robust on-chip asynchronous data-trasnfer circuit based on multi-level current-mode signalling under the power-supply/voltage and process variations. Since distance between two multi-level codewords which includes data and control information are minimized, the maximum logical value can be reduced with a correct asynchronous data transfer. Moreover, a logical value used for detection of an asynchronous signal is assigned a large amount of current in comparison that which is not used for detection, which increases a voltage margin of a unit logical value. In the circuit implementation, a compensation circuit with a characteristic which is inversely changed to that of an operation circuit under the power/voltage variations is closely placed on the operation circuit, thus the characteristic of the operation circuit becomes almost stable.