如何在低功耗設(shè)計(jì)驗(yàn)證中盡早快速左移

隨著半導(dǎo)體行業(yè)向更小的工藝節(jié)點(diǎn)發(fā)展，靜態(tài)功耗已成為主要的設(shè)計(jì)限制。這需要開(kāi)發(fā)各種電源管理技術(shù)。例如，設(shè)計(jì)人員可能會(huì)創(chuàng)建多個(gè)電壓域，或使用隔離單元將關(guān)斷電源域與上電域隔離開(kāi)來(lái)。他們可能會(huì)應(yīng)用電平轉(zhuǎn)換器在信號(hào)從一個(gè)域傳播到另一個(gè)域時(shí)向上或向下縮放信號(hào)電壓，或者使用保留單元在關(guān)斷前更快地將寄存器返回到其狀態(tài)。與用于指定設(shè)計(jì)功能意圖的硬件描述語(yǔ)言 （HDL） 一樣，實(shí)現(xiàn)這些技術(shù)需要一種通用語(yǔ)言來(lái)指定設(shè)計(jì)的電源意圖：統(tǒng)一電源格式 （UPF）。

考慮到當(dāng)今SoC的應(yīng)用非常復(fù)雜且通常具有特定性，設(shè)計(jì)和實(shí)現(xiàn)所需功能以及時(shí)序和功耗要求的努力是巨大的。但僅僅實(shí)現(xiàn)這些目標(biāo)是不夠的。最終用戶(hù)對(duì)在最短的時(shí)間內(nèi)獲得最新功能的永不滿(mǎn)足的渴望給IP開(kāi)發(fā)團(tuán)隊(duì)帶來(lái)了壓力。為了滿(mǎn)足上市時(shí)間目標(biāo)，芯片設(shè)計(jì)公司通常采用并行開(kāi)發(fā)方法，其中不同的團(tuán)隊(duì)編寫(xiě)寄存器傳輸級(jí)別 （RTL）、Synopsys 設(shè)計(jì)約束 （SDC） 文件、UPF 文件等。

盡管設(shè)計(jì)和UPF的開(kāi)發(fā)齊頭并進(jìn)，但它們的時(shí)間表可能會(huì)有所不同，這可能會(huì)導(dǎo)致一些挑戰(zhàn)。在這篇博文中，我將解釋如何使用 Synopsys VC LP? 獨(dú)立于設(shè)計(jì)的 UPF Checker （VC UPF） 克服這些挑戰(zhàn)。請(qǐng)繼續(xù)閱讀，了解 VC UPF 如何讓您在 RTL 準(zhǔn)備就緒之前清理 UPF 文件中與設(shè)計(jì)無(wú)關(guān)的問(wèn)題。

優(yōu)化您的 SoC 電源設(shè)計(jì)

在設(shè)計(jì) SoC 時(shí)，UPF 的第一個(gè)版本甚至在 RTL 最終確定之前就已經(jīng)準(zhǔn)備就緒。除非設(shè)計(jì)準(zhǔn)備就緒，否則無(wú)法驗(yàn)證UPF的準(zhǔn)確性和完整性。因此，通常有一個(gè)窗口，編寫(xiě)UPF的工程師只是在等待RTL第一次切割的關(guān)閉。一旦設(shè)計(jì)準(zhǔn)備就緒，工程師就會(huì)運(yùn)行一個(gè)靜態(tài)檢查工具來(lái)驗(yàn)證UPF與設(shè)計(jì)的關(guān)系，這時(shí)他或她意識(shí)到UPF中存在一些基本問(wèn)題，即使不閱讀設(shè)計(jì)，這些問(wèn)題也可能被捕獲。不幸的是，在這個(gè)過(guò)程中已經(jīng)浪費(fèi)了一些時(shí)間。UPF 修復(fù)和檢查的多次迭代會(huì)導(dǎo)致較長(zhǎng)的周轉(zhuǎn)時(shí)間！

這就是VC UPF來(lái)拯救的地方。

顧名思義，VC UPF 使電源意圖所有者能夠在 RTL 準(zhǔn)備就緒之前清理 UPF 文件中與設(shè)計(jì)無(wú)關(guān)的問(wèn)題。該解決方案包括：

UPF 語(yǔ)法和語(yǔ)義檢查

基于UPF供應(yīng)分析的檢查

PST 一致性檢查

UPF 網(wǎng)絡(luò)相關(guān)一致性檢查

基于允許/不允許的命令和選項(xiàng)的方法特定檢查

讓我們看幾個(gè)例子來(lái)了解這如何提供幫助。

考慮UPF供電網(wǎng)絡(luò)未定義任何電源狀態(tài)的情況。只有在閱讀設(shè)計(jì)、加載 UPF 并完成 UPF 檢查后，用戶(hù)才會(huì)意識(shí)到，由于缺少狀態(tài)，有些交叉無(wú)法進(jìn)行分析。使用 VC UPF，此信息將在幾分鐘內(nèi)提供。

在另一種情況下，隔離策略的隔離電源網(wǎng)絡(luò)可能在所需域中不可用。

這是另一個(gè)例子。考慮從 PD3 到 PD2 的路徑。沒(méi)有電氣問(wèn)題，因?yàn)镺FF-》ON交叉路口由隔離單元正確保護(hù)。因此，傳統(tǒng)的電氣檢查不會(huì)標(biāo)記任何違規(guī)行為。但在同樣的情況下，存在一個(gè)功能問(wèn)題，即來(lái)自 PD1 的信號(hào)被 PD3 中的組合阻擋，該組合已關(guān)閉電源。

VC LP 中的新高級(jí)檢查正確標(biāo)記了問(wèn)題，并提醒設(shè)計(jì)人員，盡管路徑已正確隔離，但來(lái)自 PD1 的信號(hào)被 OFF 域中的組合阻止，只有箝位值才能達(dá)到 PD2。

根據(jù)違規(guī)情況，設(shè)計(jì)人員應(yīng)驗(yàn)證路徑是否旨在在指示的電源狀態(tài)期間攜帶功能信息。如果它在給定電源狀態(tài)下不起作用，則無(wú)需進(jìn)一步操作。另一方面，如果路徑正常工作，則需要打開(kāi)指示的緩沖器/逆變器/組合，并且需要修復(fù)與組合的電源連接。通過(guò)仿真識(shí)別這些問(wèn)題非常耗時(shí)，但借助 VC LP，您現(xiàn)在可以在設(shè)計(jì)周期的早期發(fā)現(xiàn)這些問(wèn)題，并節(jié)省仿真時(shí)間。

雖然VC UPF的主要?jiǎng)訖C(jī)是早期清理UPF，但它也可用于SoC的UPF管理。 復(fù)雜的SoC具有來(lái)自不同供應(yīng)商/組的IP塊的UPF文件，這通常會(huì)導(dǎo)致UPF修改延遲以及計(jì)劃和重新驗(yàn)證延遲。為了避免這種情況，CAD 團(tuán)隊(duì)可能會(huì)強(qiáng)制執(zhí)行一些引導(dǎo)軟件規(guī)則，以符合 IP 供應(yīng)商的 UPF 可交付成果，以實(shí)現(xiàn)平穩(wěn)的 SoC 集成。VC UPF 可以幫助使用 disallow_* 命令或 allow_* 命令執(zhí)行此類(lèi)指南軟件 UPF 構(gòu)造檢查。

同樣，在 SoC 集成期間，您可能不希望從頂部覆蓋特定的 IP 級(jí) UPF TCL 變量。帶有設(shè)計(jì)檢查工具的標(biāo)準(zhǔn)UPF永遠(yuǎn)不會(huì)認(rèn)識(shí)到這是一個(gè)問(wèn)題。但是使用 VC UPF，您可以指定此類(lèi)受保護(hù)變量的列表，并快速找出其中是否有任何變量已被頂級(jí) UPF 覆蓋。還可以驗(yàn)證 IP 的 UPF 版本與 SoC UPF 的兼容性。根據(jù)有關(guān)允許和不允許哪些 UPF 版本組合的用戶(hù)指南，VC UPF 可以執(zhí)行 IP 與 SoC 一致性檢查。請(qǐng)注意，否則，VC LP 與 UPF 版本無(wú)關(guān)，并且“upf_version”沒(méi)有后果。

經(jīng)過(guò)生產(chǎn)驗(yàn)證的功耗感知靜態(tài)檢查簽核

Synopsys VC LP 解決方案為 UPF 提供準(zhǔn)確且經(jīng)過(guò)生產(chǎn)驗(yàn)證的支持，與其他用于靜態(tài)低功耗檢查和調(diào)試的工具緊密集成：

Synopsys Verdi? 自動(dòng)化調(diào)試系統(tǒng)提供事實(shí)上的行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)工作流程、界面和調(diào)試功能。

Synopsys IC 編譯器? II 布局布線(xiàn)解決方案使用 VC LP 工具在設(shè)計(jì)周期的早期識(shí)別 UPF 和相關(guān)違規(guī)行為。IC 編譯器 II 命令可用于修復(fù)發(fā)現(xiàn)的沖突。

Synopsys VC 正式?的下一代形式驗(yàn)證解決方案提供功耗感知連接檢查。

總結(jié)

不言而喻，設(shè)計(jì)滿(mǎn)足所需功能、時(shí)序和功耗要求的低功耗 SoC 需要付出很多努力。這項(xiàng)事業(yè)也面臨著嚴(yán)格的上市時(shí)間壓力。通常，芯片設(shè)計(jì)公司選擇并行開(kāi)發(fā)方法，其中不同的團(tuán)隊(duì)編寫(xiě) RTL、設(shè)計(jì)約束文件、UPF 文件等。但是，雖然設(shè)計(jì)和UPF的開(kāi)發(fā)可能齊頭并進(jìn)，但它們的時(shí)間表可能會(huì)有所不同。

VC LP 解決方案使電源意圖所有者能夠在 RTL 準(zhǔn)備就緒之前清理 UPF 文件中與設(shè)計(jì)無(wú)關(guān)的問(wèn)題。該解決方案還可用于 SoC 的 UPF 管理，因?yàn)閺?fù)雜的 SoC 通常具有來(lái)自不同供應(yīng)商的 IP 的 UPF 文件，這可能會(huì)導(dǎo)致 UPF 修改延遲以及計(jì)劃和重新驗(yàn)證延遲。由于能夠盡早清理UPF，工程師可以在低功耗SoC設(shè)計(jì)周期中節(jié)省時(shí)間和精力。

審核編輯：郭婷