qSSTA: A Statistical Static Timing Analysis Tool for Superconducting Single-Flux-Quantum Circuits
qSSTA: A Statistical Static Timing Analysis Tool for Superconducting Single-Flux-Quantum Circuits
复制标题
qSSTA：超导单通量量子电路的统计静态时序分析工具
DOI：
10.1109/tasc.2020.3005082
复制
发表时间：
2020
影响因子：
1.8
通讯作者：
Pedram, Massoud
中科院分区：
文献类型：
--
作者：
Zhang, Bo;Li, Mingye;Pedram, Massoud
超导单通量量子（SFQ）技术是一种超高性能、低功耗技术。然而，该技术缺乏CMOS技术中常见的许多设计自动化工具和功能。本文介绍了如何有效地找到SFQ电路的最小可工作时钟周期的条件概率密度函数（PDF），并给出了针对SFQ电路的统计静态时序分析工具qSSTA。在基于网格的相关性模型之后，qSSTA表示相对于工艺参数在不同位置处的SFQ门的空间相关性。通过在线性模型中近似SFQ门的时序特性，qSSTA能够将时钟周期估计为正态随机变量。此外，通常导致CMOS电路中的额外延迟的工艺变化可能导致SFQ电路中的功能错误。在电路中所有SFQ门都正常工作的情况下，qSSTA推导出时钟周期的条件PDF的闭合形式。实验结果表明，与蒙特卡洛模拟的查找表相比，平均值的平均百分比误差为0.89%，标准差为8.04%，98百分位点为0.61%，而qSSTA的运行时间平均快83%。
Superconducting single flux quantum (SFQ) technology is an ultra-high performance and low power technology. The technology, however, lacks many of the design automation tools and capabilities that are commonplace in CMOS technology. This article describes methods to efficiently find the conditional probability density function (PDF) of the minimum workable clock period of SFQ circuits in view of manufacturing-induced process variations and presents qSSTA, a statistical static timing analysis tool targeting SFQ circuits. Following a grid-based correlation model, qSSTA represents spatial correlation of SFQ gates at different positions with respect to process parameters. By approximating timing characteristics of SFQ gates in a linear model, qSSTA is able to estimate the clock period as a normal random variable. Furthermore, process variations that generally result in extra delays in CMOS circuits can result in functional errors in SFQ circuits. qSSTA derives the closed form of the conditional PDF of the clock period under the scenario where all SFQ gates in the circuit work correctly. Compared to Monte Carlo simulations on look-up tables, experimental results show that the average percentage errors are 0.89% for the mean values, 8.04% for the standard deviation, and 0.61% for the 98-percentile point, whereas the runtime of qSSTA is 83% faster on average.
登录
查看更多内容
影响因子：
1.8
作者：
A. Inamdar;Jie Ren;D. Amparo
通讯作者：
D. Amparo
用于超导电子应用的约瑟夫森集成电路模拟器 (JSIM)
DOI：
--
发表时间：
1989
期刊：
影响因子：
--
作者：
E. Fang
通讯作者：
E. Fang
iTimerC：使用有效的减少方法消除悲观主义的常见路径
DOI：
--
发表时间：
2014
期刊：
2014 IEEE/ACM International Conference on Computer-Aided Design (ICCAD)
影响因子：
--
作者：
Yu;Yu;I. Jiang
通讯作者：
I. Jiang
超导单通量量子电路的统计静态时序分析工具
DOI：
--
发表时间：
2019
期刊：
International Symposium on Electronic Commerce
影响因子：
--
作者：
Bo Zhang;Fangzhou Wang;S. Gupta;M. Pedram
通讯作者：
M. Pedram
集总元件 RSFQ 逻辑电路的完整蒙特卡罗模型描述
影响因子：
1.8
作者：
C. Fourie;W. Perold;H. R. Gerber
通讯作者：
H. R. Gerber