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JSSC 2021第3期Digital Circuits7nm

A Current and Temperature Limiting System in a 7-nm Hexagon Compute Digital Sign

7纳米Hexagon计算数字信号处理器通过集成电流和温度限制系统提升可靠性
0.4%性能分辨率,100%到0.4%的广泛操作范围
电流限制温度限制数字信号处理器随机脉冲调制多线程
创新点1:系统创新 - 集成高精度电流和温度传感器,实现实时监测,确保在7nm工艺下快速响应(检测延迟<1µs),避免电路过流和热失控。
创新点2:电路创新 - 采用随机脉冲调制(RPM)电路动态调节指令发出率,性能调节分辨率达0.4%,覆盖100%至0.4%工作范围,相比时钟控制提升性能2%~50%。
创新点3:方法创新 - 通过多线程优先级管理机制避免线程饥饿,结合RPM的指令级调控,保障服务质量(QoS),适用于异构计算场景。
创新点4:架构创新 - 限值评估(LE)电路与跨时钟域同步设计,仅需5个时钟周期完成性能调整,满足实时性要求,降低系统复杂度。
Abstract
A Q u a l c o m m® Hexagon™ compute digital signal processor (CDSP) enhances reliability by integrating a current and temperature limiting system to avoid circuit failures from operating at excessive current levels for a sustained duration or from thermal runaway. The current and temperature limiting system consists of on-die current and temperature sensors, a limits evaluation (LE) circuit, and a randomized pulse modulation (RPM) circuit to control the instruction-issue rate. After the on- die