適合多核系統(tǒng)的分布式溫度探測網(wǎng)絡的設計.pdf

1、在大規(guī)模集成電路發(fā)展過程中，集成電路的密度以每年30％的速度增加，特征尺寸以相同的速度減少。在集成電路的發(fā)展進入SoC時代，一塊芯片上往往集成了數(shù)百萬個晶體管，結果使芯片單位面積功耗大幅度提高，芯片的工作溫度上升，溫度成為制約器件性能提高的一個重要因素，因此，片內溫度的探測技術作為大規(guī)模集成電路發(fā)展中的一個新的課題被提出。大規(guī)模集成電路內部嵌入的溫度監(jiān)控系統(tǒng)通過控制芯片的功耗使溫度限定在一個合理的范圍內，減小電路不可預測性錯誤，使電路的

2、可靠性和使用壽命提高。
　　本文提出一種適合多核系統(tǒng)的分布式溫度探測網(wǎng)絡，用于對多核系統(tǒng)的不同模塊進行的溫度監(jiān)控。溫度探測電路產(chǎn)生的溫度相關電壓信號通過電壓-脈寬轉換電路轉化為脈寬與溫度相關的脈寬調制信號，脈寬調制信號可以認為是準數(shù)字信號傳輸?shù)娇偩€上，溫度控制中心通過總線對各個由溫度探測電路與電壓-脈寬轉化電路組成的溫度探測節(jié)點的溫度進行收集，溫度探測中心的脈寬計數(shù)器對總線上收集到的脈寬調制信號進行記錄脈寬，將脈寬轉化為溫度。此溫

3、度探測陣列設計的重點在于用最小的硬件消耗實現(xiàn)溫度探測節(jié)點之間的通信和溫度收集。通過電壓-脈寬轉換電路代替ADC將溫度信號轉化為易于讀取的數(shù)字信號通過總線進行收集，通過脈寬計數(shù)器的復用減小硬件消耗。此溫度探測節(jié)點在溫度范圍0～100℃最大誤差范圍為-0.65～0.72℃，選用的工藝為SMIC 0.18μm。每個節(jié)點的溫度探測電路在200HZ的采樣速率下的功耗為98.6μw。最后溫度探測網(wǎng)絡在由適于多核系統(tǒng)的溫度探測。在由ADMS提供的（