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Enregistrement W4417361392 · doi:10.1145/3785294

Machine Learning-Driven Flip-Flop Timing Model and its Application in Resolving Marginal Timing Violations

2025· article· en· W4417361392 sur OpenAlex
Pooja Beniwal, Sneh Saurabh, Ajoy Mandal, Suriya Skariah, Ramakrishnan Venkatraman

Pourquoi ce travail est dans la base

Une base qui oublie comment elle a trouvé un travail ne peut pas être vérifiée. Voici les voies qui ont admis celui-ci.

affAu moins un auteur déclare une institution canadienne dans l'instantané OpenAlex épinglé.

Notice bibliographique

RevueACM Transactions on Design Automation of Electronic Systems · 2025
Typearticle
Langueen
DomaineEngineering
ThématiqueLow-power high-performance VLSI design
Établissements canadiensMicrosemi (Canada)
Organismes subventionnairesSemiconductor Research Corporation
Mots-clésLeverage (statistics)Static timing analysisBenchmark (surveying)WaiverMonte Carlo methodLimit (mathematics)

Résumé

récupéré en direct d'OpenAlex

Traditionally, we define a safe operating region for flip-flops using the setup and hold time constraints, with other timing attributes, such as clock-to-Q (C2Q) delay, modelled with the assumption that the flip-flop operates within this region. However, in reality, these constraints and C2Q delay are interdependent, and a conservative approach is taken to define these constraints. Hence, traditional flip-flop models, though safe, hinder optimization and limit overall performance improvement. In this article, we leverage machine learning (ML) techniques to define a safe operating region for a flip-flop, effectively extending the traditional timing space. Specifically, rather than modelling setup and hold times, we develop an ML model that predicts the probability of latching data correctly by a flip-flop. This model considers the overall impact of circuit conditions, such as setup and hold skews, and also accounts for process-induced variations, thus implicitly capturing the dependencies among various parameters missing in the traditional model. Additionally, we propose a second ML-based model to accurately predict the C2Q delay within the extended timing space. Furthermore, we demonstrate the application of these models in resolving marginal timing violations through waivers rather than implementing design modifications. We propose a hierarchical violation waiver framework that enables safely waiving violations. Besides considering latching probability, the violation waiver checks that the timing space extension does not introduce issues for flip-flops that were already operating safely under the timing constraints of the traditional model. We validate the proposed framework on TAU CONTEST’19 benchmark circuits, implemented with 45 nm technology libraries and verified against Monte Carlo SPICE simulations. Results show that marginal violations are effectively filtered with a precision of 100% (i.e., avoiding false positives) and errors in computing C2Q delay are less than 2% compared to the golden SPICE delay computed in the extended timing region.

Récupéré en direct depuis OpenAlex et désinversé. Les résumés ne sont pas conservés dans cette base de données : les index inversés représentent 8,6 Go des 9,3 Go de texte de la base, et le serveur dispose de 13 Go libres.

Prédiction distillée sur la base complète

Imitation des enseignants

Ni prévalence calibrée, ni vérité terrain. Validation humaine à venir. Apprise à partir de 10 348 étiquettes directes de Codex et de 10 348 étiquettes directes de Gemma. Le mode candidate est l'union des têtes enseignantes seuillées; le consensus est leur intersection. Ces sorties portent le statut machine_predicted_unvalidated et ne sont ni des étiquettes humaines ni des étiquettes directes de modèles de pointe.

score de la tête « metaresearch » (Codex)0,001
score de la tête « metaresearch » (Gemma)0,000
Version: codex-gemma-dda1882f352aStatut de validation: machine_predicted_unvalidated
Catégories candidatesMéta-épidémiologie (sens strict)
Catégories consensuellesaucune
DomaineSignal candidat: aucune · Signal consensuel: aucune
Devis d'étudeSignal candidat: Simulation ou modélisation · Signal consensuel: Simulation ou modélisation
GenreSignal candidat: Empirique · Signal consensuel: aucune
Score de désaccord entre enseignants0,949
Score d'incertitude au seuil1,000

Scores Codex et Gemma par catégorie

CatégorieCodexGemma
Métarecherche0,0010,000
Méta-épidémiologie (sens strict)0,0000,000
Méta-épidémiologie (sens large)0,0000,000
Bibliométrie0,0010,001
Études des sciences et des technologies0,0000,000
Communication savante0,0000,000
Science ouverte0,0000,000
Intégrité de la recherche0,0000,000
Charge utile insuffisante (le modèle a refusé de juger)0,0000,000

Scores machine (provisoires)

Les deux têtes enseignantes du modèle étudiant, lues sur ce travail. Un score ordonne la base pour la relecture; il n'affirme jamais une catégorie, et le statut de validation accompagne chaque rangée tel quel.

Scores de référence d'un modèle non mature (critères de maturité non atteints, 7 itérations). Un score ordonne; il n'affirme jamais une catégorie.

Tête enseignante Opus0,016
Tête enseignante GPT0,239
Écart entre enseignants0,222 · la distance entre les deux têtes enseignantes sur ce seul travail
Statut de validationscore_only:v0-immature-baseline · tel quel depuis la passe de notation : score_only signifie que le nombre peut ordonner les travaux, et qu'aucune étiquette de catégorie n'en découle