[发明专利]一种近阈值区稳定工作的全对称在线监测单元与控制电路

摘要

本发明公开了一种近阈值区稳定工作的全对称在线监测单元与控制电路，相较于普通在线监测单元，本发明无需预留延时单元，将普通在线监测单元中的原触发器替换成锁存器，还设计了比普通在线监测单元中的影子锁存器晶体管数更少的数据跳变监测器，它能够在近阈值区稳定工作，延时为反相器量级，其快速、稳定的特点使得控制系统可以快速响应预警，避免真正的时序错误，最终能够很大程度减少在线监测单元的面积和功耗。此外，由于本发明采用了锁存器，它的时间借用特性能够抵抗近阈值下PVT偏差导致的电路时序出错问题，从而完全消除了设计时预留的时序余量，保证了较高的功耗收益。最后还公开一种与在线监控单元相配合的控制电路，从而较好地实现整套系统的功能。

主权项

一种近阈值区稳定工作的全对称在线监测单元，由一个锁存器、一个数据跳变监测器构成，所述的在线监测单元的输入信号为系统工作时钟信号（CK）和数据输入信号（D）；输出信号为数据输出信号（QF）和预警信号（Pre_error），数据输入信号（D）连接到锁存器的数据输入端和数据跳变监测器的数据输入端1，时钟信号（CK）连接到锁存器和数据跳变监测器的时钟输入端，将锁存器内部的数据输入信号（D）的非信号（DN）引出连接到数据跳变监测器的数据输入端2，锁存器的输出为数据输出信号（QF），数据跳变监测器的输出为预警信号（Pre_error）；其特征在于：所述数据跳变监测器由4个NMOS管、3个PMOS管和3个反相器构成，其输入为数据输入信号（D）、数据输入信号（D）的非信号（DN）、系统工作时钟信号（CK），输出信号为预警信号（Pre_error）；其中，时钟信号（CK）与PMOS管M1的栅极连接，PMOS管M1的源极与电源VDD相连，PMOS管M1的漏极（VVDD）与PMOS管M2的源极（VVDD）、PMOS管M6的源极（VVDD），NMOS管M3的漏极（VVDD）、NMOS管M5的漏极（VVDD）相连，同时PMOS管M1的漏极（VVDD）还连接到反相器INV3的输入端；数据输入信号（D）与PMOS管M2的栅极和NMOS管M4的栅极相连；PMOS管M2的漏极（V1）与NMOS管M3的源极（V1）以及NMOS管M4的漏极（V1）相连，同时PMOS管M2的漏极（V1）还连接到反相器INV1的输入端；PMOS管M6的漏极（V3）与NMOS管M5的源极（V3）以及NMOS管M7的漏极（V3）相连，同时PMOS管M6的漏极（V3）还与反相器INV2的输入端相连； NMOS管M4的源极和NMOS管M7的源极与地VSS相连；数据输入信号（D）的非信号（DN）与PMOS管M6的栅极和NMOS管M7的栅极连接，反相器INV1的输出（V2）与NMOS管M5的栅极连接，反相器INV2的输出（V4）与NMOS管M3的栅极连接，反相器INV3的输出即为预警信号（Pre_error）。