JP5234957B2 - Semiconductor integrated circuit - Google Patents
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Description
本発明は、論理素子毎にエラー検出を可能とする半導体集積回路に関する。 The present invention relates to a semiconductor integrated circuit that enables error detection for each logic element.
従来、信頼性向上のために回路の二重化(例えば、特許文献1を参照。)やエラー検出符号化(例えば、特許文献2を参照。)によるエラー検出方式が検討されている。また、半導体集積回路の高速化のためにダイナミック回路を用いることが知られている(例えば、特許文献3を参照。)。
しかし、回路の二重化やエラー検出符号化によるエラー検出方式は、別途エラー検出用のハードウエア上のオーバーヘッドが存在し、エラー検出実行のための時間的オーバーヘッドも存在するという課題があった。さらに、動作時のエラーを検出してもエラーが発生した論理回路を特定できず、エラー回避のための具体的な対策を施すのが困難という課題があった。また、ダイナミック回路を用いた場合、動作は高速になるが、リセット動作が時間的オーバーヘッドとなるという課題もあった。 However, the error detection method based on circuit duplication and error detection coding has a problem in that there is a separate overhead for hardware for error detection, and there is also a time overhead for performing error detection. Furthermore, there is a problem that even if an error during operation is detected, the logic circuit in which the error has occurred cannot be specified, and it is difficult to take specific measures for avoiding the error. Further, when a dynamic circuit is used, the operation becomes fast, but there is a problem that the reset operation becomes a time overhead.
本発明は、上記課題を解決するためになされたもので、エラー検出のためのハードウエア上のオーバーヘッド及び時間的オーバーヘッドを小さくでき、且つエラーを発生した論理素子を特定できる半導体集積回路を提供することを第1目的とする。また、ダイナミック回路のリセット時間による時間的オーバーヘッドを隠蔽でき、実効的な演算スループットを向上させる半導体集積回路を提供することを第2目的とする。 The present invention has been made to solve the above problems, and provides a semiconductor integrated circuit capable of reducing hardware overhead and time overhead for error detection and identifying a logic element in which an error has occurred. This is the first purpose. It is a second object of the present invention to provide a semiconductor integrated circuit that can conceal the time overhead due to the reset time of the dynamic circuit and improves the effective calculation throughput.
第1目的を達成するために、本発明に係る半導体集積回路は、論理素子単位でのハンドシェークを実施し、論理素子単位でのエラー発生の検出を行うことで後段の論理素子にエラー伝搬を行わないこととした。 In order to achieve the first object, the semiconductor integrated circuit according to the present invention performs handshaking in units of logic elements and performs error propagation to subsequent logic elements by detecting occurrence of errors in units of logic elements. It was decided not to.
具体的には、本発明に係る半導体集積回路は、ダイナミック回路の論理回路を持つ複数の論理素子が連結された論理ブロックと、ハンドシェーク方式で前段の前記論理素子から後段の前記論理素子へ信号を伝送させ、前記論理素子単位で自己同期的なパイプライン動作をさせる信号伝送手段と、前記論理素子毎の出力信号を確認し、エラーを検知したときにエラーの信号を出力した前記論理素子の動作を停止させるディテクタと、前記論理素子へ入力する信号数又は前記論理素子が出力する信号数を計測するカウンタと、前記ディテクタがエラーを検知したときに、前記カウンタを通過した信号数からエラーを発生した前記論理素子を特定するエラー特定手段と、を備える。 Specifically, a semiconductor integrated circuit according to the present invention includes a logic block in which a plurality of logic elements having a logic circuit of a dynamic circuit are connected, and a signal from the preceding logic element to the succeeding logic element by a handshake method. A signal transmission means for transmitting and performing a self-synchronous pipeline operation in units of the logic elements, and an operation of the logic element that outputs an error signal when an error is detected by checking an output signal for each logic element An error is generated from the number of signals that have passed through the counter when the detector detects an error, and a counter that measures the number of signals that are input to or output from the logic element. Error specifying means for specifying the logic element.
ディテクタは、論理素子からの出力にエラーを発見した場合、その論理素子を停止させることができる。また、カウンタはその論理素子停止後からカウンタを通過した信号数を計測することができる。さらに、半導体集積回路内の論理素子の接続経路及びカウンタの配置場所は既知である。論理素子はハンドシェーク方式で信号を伝搬するため、論理素子の1つが停止すれば、後続の信号は停止中の論理素子より前段の各論理素子で出力待ち状態となる。このため、カウンタの後段の論理素子が停止すれば、カウンタから停止中の論理素子間にある論理素子数分の信号がカウンタを通過することになり、停止中、すなわちエラーが発生した論理素子の位置が判明する。また、カウンタの前段の論理素子が停止しても、停止中の論理素子からカウンタ間にある論理素子数分の信号がカウンタを通過することになり、停止中、すなわちエラーが発生した論理素子の位置が判明する。 If the detector finds an error in the output from a logic element, the detector can stop the logic element. Further, the counter can measure the number of signals that have passed through the counter after the logic element is stopped. Further, the connection path of the logic element in the semiconductor integrated circuit and the arrangement location of the counter are known. Since the logic element propagates the signal by the handshake method, if one of the logic elements is stopped, the subsequent signal is in an output waiting state in each logic element preceding the stopped logic element. For this reason, if the logic element in the subsequent stage of the counter stops, the signals corresponding to the number of logic elements existing between the stopped logic elements from the counter pass through the counter. The position is revealed. Even if the logic element in the previous stage of the counter is stopped, signals corresponding to the number of logic elements existing between the counter and the stopped logic element pass through the counter, and the logic element of the logic element that has stopped, that is, the error occurred. The position is revealed.
従って、本発明に係る半導体集積回路は、外部にエラー検知用の回路が不要であり後段の論理素子へエラー伝搬を行わないため、エラー検出のためのハードウエア上のオーバーヘッド及び時間的オーバーヘッドを小さくでき、且つエラーを発生した論理素子を特定できる。 Therefore, the semiconductor integrated circuit according to the present invention does not require an external error detection circuit and does not propagate an error to a subsequent logic element, thereby reducing hardware overhead and time overhead for error detection. It is possible to identify a logic element that is capable of generating an error.
本発明に係る半導体集積回路の前記カウンタは、前記論理ブロックの入力端と出力端に配置されていることが好ましい。信号の入力数と出力数をカウントすることでエラーが発生した論理素子の特定精度が向上する。 It is preferable that the counter of the semiconductor integrated circuit according to the present invention is disposed at an input end and an output end of the logic block. By counting the number of signal inputs and the number of outputs, the accuracy of identifying the logic element in which an error has occurred is improved.
第2目的を達成するために、本発明に係る半導体集積回路は、各論理素子内で同一の論理回路を並列に接続し、2相で動作させることとした。 In order to achieve the second object, in the semiconductor integrated circuit according to the present invention, the same logic circuit is connected in parallel in each logic element and is operated in two phases.
具体的には、本発明に係る半導体集積回路の前記論理素子のそれぞれは、第一相側と第二相側で交互に動作する並列関係にある同一の前記論理回路を持ち、非動作時に前記論理回路をリセットし、前記信号伝送手段は、前記論理素子の第一相側の前記論理回路から出力された信号を後段の前記論理素子の第一相側の前記論理回路に結合し、前記論理素子の第二相側の前記論理回路から出力された信号を後段の前記論理素子の第二相側の前記論理回路に結合することを特徴とする。 Specifically, each of the logic elements of the semiconductor integrated circuit according to the present invention has the same logic circuit in a parallel relationship that operates alternately on the first phase side and the second phase side, and when not operating, The logic circuit is reset, and the signal transmission means couples the signal output from the logic circuit on the first phase side of the logic element to the logic circuit on the first phase side of the logic element in the subsequent stage, and A signal output from the logic circuit on the second phase side of the element is coupled to the logic circuit on the second phase side of the logic element in the subsequent stage.
第一相と第二相側を交互に動作させることでダイナミック回路のリセット動作中も他方の論理回路で処理することができる。本発明に係る半導体集積回路は、ダイナミック回路のリセット時間による時間的オーバーヘッドを隠蔽でき、実効的な演算スループットを向上させることができる。 By alternately operating the first phase and the second phase, the other logic circuit can perform processing even during the reset operation of the dynamic circuit. The semiconductor integrated circuit according to the present invention can conceal the time overhead due to the reset time of the dynamic circuit, and can improve the effective calculation throughput.
本発明に係る半導体集積回路の前記論理素子が持つ第一相側と第二相側の前記論理回路は、一方が信号処理中に他方がリセット動作を行うことを特徴とする。演算スループットを最大とすることができる。 One of the logic circuits on the first phase side and the second phase side of the logic element of the semiconductor integrated circuit according to the present invention is characterized in that one performs a reset operation during signal processing. The computation throughput can be maximized.
本発明は、エラー検出のためのハードウエア上のオーバーヘッド及び時間的オーバーヘッドを小さくでき、且つエラーを発生した論理素子を特定できる半導体集積回路を提供すること、並びに、ダイナミック回路のリセット時間による時間的オーバーヘッドを隠蔽でき、実効的な演算スループットを向上させる半導体集積回路を提供することができる。 The present invention provides a semiconductor integrated circuit capable of reducing a hardware overhead and a time overhead for error detection and identifying a logic element in which an error has occurred, and a time due to a reset time of a dynamic circuit. It is possible to provide a semiconductor integrated circuit that can conceal overhead and improve effective calculation throughput.
添付の図面を参照して本発明の実施の形態を説明する。以下に説明する実施の形態は本発明の構成の例であり、本発明は、以下の実施の形態に制限されるものではない。なお、本明細書及び図面において符号が同じ構成要素は、相互に同一のものを示すものとする。また、枝番号を付さずに説明している場合は、同一符号全てに共通する説明である。 Embodiments of the present invention will be described with reference to the accompanying drawings. The embodiment described below is an example of the configuration of the present invention, and the present invention is not limited to the following embodiment. In the present specification and drawings, the same reference numerals denote the same components. Moreover, when it demonstrates without attaching a branch number, it is description common to all the same codes | symbols.
図1は、本実施形態の半導体集積回路を説明する概念図である。本実施形態の半導体集積回路は、ダイナミック回路の論理回路を持つ複数の論理素子21が連結された論理ブロック31と、ハンドシェーク方式で前段の論理素子21から後段の論理素子21へ信号を伝送させ、論理素子21単位で自己同期的なパイプライン動作をさせる信号伝送手段(図示せず)と、論理素子21毎の出力信号を確認し、エラーを検知したときにエラーの信号を出力した論理素子21の動作を停止させるディテクタ22と、論理素子21へ入力する信号数又は論理素子21が出力する信号数を計測するカウンタ23と、ディテクタ22がエラーを検知したときに、カウンタ23を通過した信号数からエラーを発生した論理素子21を特定するエラー特定手段(図示せず)と、を備える。
FIG. 1 is a conceptual diagram illustrating a semiconductor integrated circuit according to this embodiment. In the semiconductor integrated circuit of the present embodiment, a signal is transmitted from the logic element 21 in the preceding stage to the logic element 21 in the succeeding stage by a handshake method with the
論理ブロック31は論理素子21−1から論理素子21−5を順に連結している。論理素子21はそれぞれダイナミック回路の論理回路をもつ。ダイナミック回路の論理回路の例を図2から図4に示す。図2は否定的論理積(NAND)又は否定論理和(NOR)である。入力端子(A1、A2、B1、B2)は4つ、出力端子(X1、X2)は2つである。図3は排他的論理和(XOR)又は排他的論理和の否定(XNOR)である。入力端子(A1、A2、B1、B2)は4つ、出力端子(X1、X2)は2つである。図4はインバータ(NOT)である。入力端子(A1、A2)は2つ、出力端子(X1、X2)は2つである。
The
信号伝送手段は、ハンドシェーク方式で前段の論理素子21から後段の論理素子21へ信号を伝送させ、論理素子21単位でパイプライン動作をさせる。例えば、信号伝送手段は自己同期転送制御装置(Cエレメント)である。 The signal transmission means transmits a signal from the preceding logic element 21 to the succeeding logic element 21 by a handshake method, and performs a pipeline operation in units of the logic elements 21. For example, the signal transmission means is a self-synchronous transfer control device (C element).
それぞれの論理素子21の出力には論理素子21の出力を監視するディテクタ22が配置される。例えば、ディテクタ22−3は、論理素子21−3からエラーが出力された場合、論理素子21−3を停止させる。例えば、論理素子21の出力がAとBの2つある場合、(A,B)=(0,1)、(1,0)を正常出力、(A,B)=(0,0)をリセット状態、(A,B)=(1,1)をエラー出力と判断することができる。ディテクタ22がエラー出力した論理素子21を停止させることで後段の論理素子21へのエラー伝搬を抑制することができる。
A
カウンタ23は、通過する信号数を計測し、少なくとも1ついずれかの論理素子21間に配置される。エラー特定手段は、カウンタ23の信号計測数でエラーを発生した論理素子21を特定することができる。エラー特定手段がエラーを発生した論理素子21を特定する方法を図5及び図6を用いて説明する。
The
図5はカウンタ23の後段の論理素子21がエラー出力した場合を説明した図である。図1で説明したように論理素子21−1から論理素子21−5が連続して接続されている。カウンタ23は論理素子21−1と論理素子21−2との間に配置されている。図5ではディテクタ22の記載を省略している。信号S1は図5(1)から図5(5)に示すように論理素子21−1から論理素子21−5へハンドシェークされ、パイプライン動作で処理されていく。次の信号S2は図5(4)から図5(7)にかけて同様にハンドシェークされ、パイプライン動作で処理されていく。図5(7)で論理素子21−4がエラー出力したとする。この時点で論理素子21−4は停止する。次の信号S3は図5(7)から図5(9)にかけて同様にハンドシェークされ、パイプライン動作で処理されていくが、論理素子21−4が停止しているため、論理素子21−3で出力待ち状態で止まることになる。同様に信号S4及び信号S5もそれぞれ論理素子21−2及び論理素子21−1で止まることになる。
FIG. 5 is a diagram illustrating a case where the logic element 21 at the subsequent stage of the
ここで、カウンタ23は論理素子21−4が停止した後に通過した信号数を計測する。すなわち、カウンタ23は信号S3と信号S4の2つが通過したことを計測する。2つの信号がカウンタ23を通過したことから、エラー検出手段はカウンタ23の後段の論理素子21の2つ、すなわち論理素子21−2、論理素子21−3が正常に動作していると判断でき、論理素子21−4がエラーを発生したと判断できる。
Here, the
図6はカウンタ23の前段の論理素子21がエラー出力した場合を説明した図である。論理素子21の接続は図5と同様であるが、カウンタ23は論理素子21−3と論理素子21−4との間に配置されている。図6(1)から図6(7)にかけて信号S1、信号S2及び信号S3がハンドシェークされ、パイプライン動作で処理されていく。図6(5)のように論理素子S21−2が信号S4についてエラー出力したとする。この時点で論理素子21−2は停止する。次の信号S5は論理素子21−2が停止しているため、論理素子21−1で出力待ち状態で止まることになる。
FIG. 6 is a diagram for explaining a case where the logic element 21 in the previous stage of the
ここで、カウンタ23は論理素子21−2が停止した後に通過した信号数を計測する。すなわち、カウンタ23は信号S3が通過したことを計測する。1つの信号がカウンタ23を通過したことから、エラー検出手段はカウンタ23の前段の論理素子21−3が正常に動作していると判断でき、論理素子21−2がエラーを発生したと判断できる。例えば、信号S1,信号S2間が空いていた場合でも、エラーにより信号S1が止まると、信号S2は必ず信号S1に追いつくため、結果的にエラー位置を特定することが可能となる。
Here, the
図5及び図6で説明したように、本実施形態の半導体集積回路は、カウンタとエラー検出回路を備えることでエラーを発生した論理回路21を特定できる。また、エラーを発生した論理回路21を停止するため、エラー伝搬することがなく時間的オーバーヘッドを小さくでき、外部でエラーを検出する回路が不要のためハードウエア上のオーバーヘッドも小さくできる。 As described with reference to FIGS. 5 and 6, the semiconductor integrated circuit according to the present embodiment includes the counter and the error detection circuit, so that the logic circuit 21 in which the error has occurred can be specified. In addition, since the logic circuit 21 in which an error has occurred is stopped, the time overhead can be reduced without error propagation, and the hardware overhead can be reduced because no circuit for detecting the error is required.
本実施形態の半導体集積回路は、カウンタ23は、論理ブロック31の入力端32と出力端33に配置されていてもよい。図1、図5、図6では論理素子21が直線的に接続されている半導体集積回路を説明したが、入力端32と出力端33にもカウンタ23を配置することで論理素子21が複雑に接続される半導体集積回路における論理素子21のエラーも検出できるようになる。
In the semiconductor integrated circuit of this embodiment, the
図1の半導体集積回路の論理素子21のそれぞれは、第一相側と第二相側で交互に動作する並列関係にある同一の論理回路を持つ。図1の論理回路(11−1、11−2、12−1、12−2、13−1、13−2、14−1、14−2、15−1、15−2)は、ダイナミック回路である。論理素子21−1は第一相側に論理回路11−1を持ち、第二相側に論理回路11−1と同じ論理回路11−2を持つ。論理素子21−2から論理素子21−5も同様である。 Each of the logic elements 21 of the semiconductor integrated circuit of FIG. 1 has the same logic circuit in a parallel relationship that operates alternately on the first phase side and the second phase side. The logic circuit (11-1, 11-2, 12-1, 12-2, 13-1, 13-2, 14-1, 14-2, 15-1, 15-2) in FIG. 1 is a dynamic circuit. It is. The logic element 21-1 has the logic circuit 11-1 on the first phase side, and has the same logic circuit 11-2 as the logic circuit 11-1 on the second phase side. The same applies to the logic elements 21-2 to 21-5.
図1の半導体集積回路の信号伝送手段は、論理素子21の第一相側の論理回路から出力された信号を後段の論理素子21の第一相側の論理回路に結合し、論理素子21の第二相側の論理回路から出力された信号を後段の論理素子21の第二相側の論理回路に結合する。例えば、論理回路11−1で処理された信号は後段の論理素子21の全てにおいて第一相側の論理回路(12−1、13−1、14−1、15−1)で処理される。一方、論理回路11−2で処理された信号は後段の論理素子21の全てにおいて第二相側の論理回路(12−2、13−2、14−2、15−2)で処理される。 The signal transmission means of the semiconductor integrated circuit of FIG. 1 couples the signal output from the logic circuit on the first phase side of the logic element 21 to the logic circuit on the first phase side of the logic element 21 in the subsequent stage. The signal output from the logic circuit on the second phase side is coupled to the logic circuit on the second phase side of the logic element 21 in the subsequent stage. For example, the signals processed by the logic circuit 11-1 are processed by the first-phase logic circuits (12-1, 13-1, 14-1, 15-1) in all the logic elements 21 in the subsequent stage. On the other hand, the signals processed by the logic circuit 11-2 are processed by the second-phase logic circuits (12-2, 13-2, 14-2, 15-2) in all the logic elements 21 in the subsequent stage.
論理素子21は順に入力される信号を第一相側の論理回路と第二相側の論理回路で交互に処理し、非動作時に論理回路をリセットする。この動作を図7を利用して詳細に説明する。論理素子21の接続は図5と同様であるが、それぞれの論理素子21は第一相と第二相があるため、図7ではこれらを上段と下段に分けて記載している。すなわち、論理素子21−1の上段は論理回路11−1であり、下段は論理回路11−2である。同様に、論理素子(21−2、21−3、21−4、21−5)の上段はそれぞれ論理回路(12−1、13−1、14−1、15−1)であり、下段はそれぞれ論理回路(12−2、13−2、14−2、15−2)である。なお、図7においてカウンタ23及びディテクタ22の記載を省略している。
The logic element 21 sequentially processes the input signals in the first phase side logic circuit and the second phase side logic circuit, and resets the logic circuit when not in operation. This operation will be described in detail with reference to FIG. The connection of the logic elements 21 is the same as that in FIG. 5, but each logic element 21 has a first phase and a second phase, and therefore, in FIG. 7, these are divided into an upper stage and a lower stage. That is, the upper stage of the logic element 21-1 is the logic circuit 11-1, and the lower stage is the logic circuit 11-2. Similarly, the upper stages of the logic elements (21-2, 21-3, 21-4, 21-5) are the logic circuits (12-1, 13-1, 14-1, 15-1), respectively. Each is a logic circuit (12-2, 13-2, 14-2, 15-2). In FIG. 7, the
信号S1は図7(1)から図7(5)に示すように論理素子21−1から論理素子21−5へハンドシェークされ、第一相側の論理回路でパイプライン動作で処理されていく。第一相側の論理回路11−1から論理回路15−1それぞれは、信号S1の処理の後、リセット動作を行う。次の信号S2は図7(4)から図7(8)にかけて同様にハンドシェークされ、第二相側の論理回路でパイプライン動作で処理されていく。第二相側の論理回路11−2から論理回路15−2それぞれは、信号S2の処理の後、リセット動作を行う。次の信号S3は再び第一相側の論理回路でパイプライン動作で処理されていく(図7(6)から図7(10))。 The signal S1 is handshaked from the logic element 21-1 to the logic element 21-5 as shown in FIGS. 7 (1) to 7 (5), and is processed by the pipeline operation in the logic circuit on the first phase side. Each of the logic circuits 11-1 to 15-1 on the first phase side performs a reset operation after processing the signal S1. The next signal S2 is handshaked in the same manner from FIG. 7 (4) to FIG. 7 (8), and is processed in a pipeline operation by the logic circuit on the second phase side. Each of the logic circuits 11-2 to 15-2 on the second phase side performs a reset operation after processing the signal S2. The next signal S3 is again processed by the pipeline operation in the logic circuit on the first phase side (FIG. 7 (6) to FIG. 7 (10)).
このように、第一相側の論理回路と第二相側の論理回路とで交互に信号を処理することで、リセット時間中に他の相の論理回路で信号を処理することができ、ダイナミック回路に必要なリセット動作の時間を隠蔽することができる。第一相側の論理回路と第二相側の論理回路とで交互に信号を処理することを図7を用いて詳細に説明する。 In this way, by alternately processing the signal in the logic circuit on the first phase side and the logic circuit on the second phase side, the signal can be processed in the logic circuit of the other phase during the reset time, and dynamic The reset operation time required for the circuit can be hidden. Processing of signals alternately between the logic circuit on the first phase side and the logic circuit on the second phase side will be described in detail with reference to FIG.
第一相側の論理回路(11−1、12−1、13−1、14−1、15−1)は信号S3を処理した後にリセット動作に入る。この時間に第二相側の論理回路(11−2、12−2、13−2、14−2、15−2)は次の信号S4を処理することができる。さらに、第二相側の論理回路が信号4の処理後のリセット動作中に第一相側の論理回路は次の信号S5を処理することができる。すなわち、本実施形態の半導体集積回路はダイナミック回路に必要なリセット動作の時間を隠蔽し、信号処理のスループットを向上することができる。
The logic circuits (11-1, 12-1, 13-1, 14-1, 15-1) on the first phase side enter the reset operation after processing the signal S3. At this time, the logic circuit (11-2, 12-2, 13-2, 14-2, 15-2) on the second phase side can process the next signal S4. Furthermore, the logic circuit on the first phase side can process the next signal S5 while the logic circuit on the second phase side is performing the reset operation after processing of the
(具体例)
図8は、本発明に係る半導体集積回路の具体的な回路図の一例である。図8の半導体集積回路の論理ブロック35は、並列に配置された論理素子(21−11、21−12、21−13)とこれらの論理素子の出力が入力される論理素子(21−14、21−15)を備える。これらの論理素子の第一相側論理回路と第二相側論理回路は2入力2出力である。論理素子(21−11、21−12、21−13)の第一相側論理回路と第二相側論理回路にはそれぞれ入力端子32が2つ接続される。論理素子(21−11、21−12、21−13)の第一相側論理回路の一方の出力及び第二相側論理回路の一方の出力がそれぞれディテクタ(22−4、22−5、22−6)に結合される。
(Concrete example)
FIG. 8 is an example of a specific circuit diagram of the semiconductor integrated circuit according to the present invention. The
論理ブロック35は、3組の入力端子32それぞれに対応する出力端子32’を有する。ディテクタ(22−4,22−5,22−6)の出力はカウンタ23に結合され、論理素子(21−11,21−12,21−13)を通過した信号数をカウントし、その結果を出力端子32’に出力する。
The
論理素子(21−11、21−12、21−13)の第一相側論理回路の他方の出力と第二相側論理回路の他方の出力は、それぞれ論理素子(21−14、21−15)の第一相側論理回路と第二相側論理回路に結合される。具体的には、論理素子21−11の出力は論理素子21−14へ結合され、論理素子21−13の出力は論理素子21−15へ結合され、論理素子21−12の出力は論理素子21−14及び論理素子21−15の双方へ結合される。 The other output of the first phase side logic circuit and the other output of the second phase side logic circuit of the logic element (21-11, 21-12, 21-13) are respectively the logic element (21-14, 21-15). ) Of the first phase side logic circuit and the second phase side logic circuit. Specifically, the output of logic element 21-11 is coupled to logic element 21-14, the output of logic element 21-13 is coupled to logic element 21-15, and the output of logic element 21-12 is coupled to logic element 21. To both -14 and logic element 21-15.
論理素子(21−14、21−15)の出力が出力端子33から出力される。また、ディテクタ22−7は、論理素子(21−14、21−15)の出力を監視している。ディテクタ22−7にはカウンタ23’が結合され、論理素子(21−14,21−15)から出力される信号数をカウントする。ディテクタ(22−1〜22−6)の回路の具体例を図9に示す。端子T11及び端子T12に第一相側の信号が入力され、端子T21及び端子T22に第二相側の信号が入力される。同時に第一相側と第二相側とに信号が入力されることはないので、端子T11及び端子T12に接続するトランジスタと端子T21及び端子T22に接続するトランジスタとはいずれか一方のみが動作することになる。
The output of the logic element (21-14, 21-15) is output from the
ディテクタ22−7の回路の具体例を図10に示す。ディテクタ22−7と図9のディテクタ(22−1〜22−6)との違いは、信号が入力される端子の数である。ディテクタ22−7は、第一相側の信号が入力される端子(T11a、T12a、T11b、T12b)及び第二相側の信号が入力される端子(T21a、T22a、T21b、T22b)を持つ。例えば、端子T11a及び端子T12aには論理素子21−14の第一相側論理回路の出力が結合され、端子T21a及び端子T22aには論理素子21−14の第二相側論理回路の出力が結合され、端子T11b及び端子T12bには論理素子21−15の第一相側論理回路の出力が結合され、端子T21b及び端子T22bには論理素子21−15の第二相側論理回路の出力が結合される。 A specific example of the circuit of the detector 22-7 is shown in FIG. The difference between the detector 22-7 and the detectors (22-1 to 22-6) in FIG. 9 is the number of terminals to which signals are input. The detector 22-7 has terminals (T11a, T12a, T11b, T12b) to which signals on the first phase side are input and terminals (T21a, T22a, T21b, T22b) to which signals on the second phase side are input. For example, the output of the first phase side logic circuit of the logic element 21-14 is coupled to the terminal T11a and the terminal T12a, and the output of the second phase side logic circuit of the logic element 21-14 is coupled to the terminal T21a and the terminal T22a. The output of the first phase side logic circuit of the logic element 21-15 is coupled to the terminal T11b and the terminal T12b, and the output of the second phase side logic circuit of the logic element 21-15 is coupled to the terminal T21b and the terminal T22b. Is done.
図8の半導体集積回路は、次のように動作してエラーを発生した論理素子を特定する。例えば、論理素子21−14の出力がエラーであった場合について説明する。論理素子21−14は第一相側論理回路においてエラーを発生すると、その出力が(1,1)となる。この状態をディテクタ(22−1,22−2)が検出し、21−14を停止させると共に論理素子(21−11,21−12)の出力も停止させる。そのため、カウンタ23の信号通過数の増加が停止するため、エラーの発生が検出される。この時、カウンタ23とカウンタ23’の差が論理ブロック35内に存在する信号数となり、入力端子32側から存在する信号数に相当する数の論理素子を通過した論理素子においてエラーが生じたことを特定できる。
The semiconductor integrated circuit of FIG. 8 operates as follows to identify a logic element that has generated an error. For example, a case where the output of the logic element 21-14 is an error will be described. When an error occurs in the logic circuit 21-14 in the first phase side logic circuit, the output becomes (1, 1). This state is detected by the detectors (22-1 and 22-2), and 21-14 is stopped and the output of the logic elements (21-11, 21-12) is also stopped. For this reason, the increase in the number of signal passing through the
本発明に係る半導体集積回路における論理素子ごとのパイプライン化およびダイナミック回路のリセット時間の隠蔽技術は、高速動作が要求される半導体集積回路全般に適用可能である。 The technology of pipelining each logic element and concealing the reset time of the dynamic circuit in the semiconductor integrated circuit according to the present invention is applicable to all semiconductor integrated circuits requiring high-speed operation.
図面において使用されている符号は、以下の通りである。
11、11−1〜11−5:論理回路
21、21−1〜21−5、21−11〜21−15:論理素子
22、22−1〜22−7:ディテクタ
23、23’:カウンタ
31、35:論理ブロック
32:入力端子
32’、33,33’:出力端子
A1、A2、B1、B2:入力端子
X1、X2:出力端子
R:リセット端子
T11、T12、T21、T22、T11a、T12a、T11b、T12b、T21a、T22a、T21b、T22b、D1、D2:端子
The symbols used in the drawings are as follows.
11, 11-1 to 11-5: logic circuits 21, 21-1 to 21-5, 21-11 to 21-15:
Claims (4)
ハンドシェーク方式で前段の前記論理素子から後段の前記論理素子へ信号を伝送させ、前記論理素子単位で自己同期的なパイプライン動作をさせる信号伝送手段と、
前記論理素子毎の出力信号を確認し、エラーを検知したときにエラーの信号を出力した前記論理素子の動作を停止させるディテクタと、
前記論理素子へ入力する信号数又は前記論理素子が出力する信号数を計測するカウンタと、
前記ディテクタがエラーを検知したときに、前記カウンタを通過した信号数からエラーを発生した前記論理素子を特定するエラー特定手段と、
を備える半導体集積回路。 A logic block in which a plurality of logic elements having a logic circuit of a dynamic circuit are connected;
A signal transmission means for transmitting a signal from the logic element in the previous stage to the logic element in the subsequent stage by a handshake method, and performing a self-synchronous pipeline operation in units of the logic elements;
A detector for checking an output signal for each logic element and stopping an operation of the logic element that has output an error signal when an error is detected;
A counter for measuring the number of signals input to the logic element or the number of signals output by the logic element;
When the detector detects an error, error specifying means for specifying the logic element that has generated an error from the number of signals that have passed through the counter; and
A semiconductor integrated circuit comprising:
前記信号伝送手段は、前記論理素子の第一相側の前記論理回路から出力された信号を後段の前記論理素子の第一相側の前記論理回路に結合し、前記論理素子の第二相側の前記論理回路から出力された信号を後段の前記論理素子の第二相側の前記論理回路に結合することを特徴とする請求項1又は2に記載の半導体集積回路。 Each of the logic elements has the same logic circuit in a parallel relationship that operates alternately on the first phase side and the second phase side, and resets the logic circuit when not operating,
The signal transmission means couples the signal output from the logic circuit on the first phase side of the logic element to the logic circuit on the first phase side of the logic element in the subsequent stage, and outputs the second phase side of the logic element. 3. The semiconductor integrated circuit according to claim 1, wherein a signal output from the logic circuit is coupled to the logic circuit on the second phase side of the logic element in the subsequent stage.
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