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日志

[ZZ] cadence upf低功耗流程的仿真验证

已有 596 次阅读2019-1-13 20:31 |个人分类:Digital|系统分类:硬件设计

原文:https://www.cnblogs.com/jyaray/p/4817777.html

随着深亚微米技术的普及与发展,leakage功耗在整个功耗中的比重越来越大,比如45nm下,已经占到了60%以上,所以低功耗解决方案应运而生。目前已经有一套标准的低功耗设计流程,流程有CPF(cadence主导)和UPF(synopsys主导)两种,但技术趋势是UPF会大一统,所以本篇将为那些仍旧使用ncverilog而不是vcs仿真工具的苦逼们提供一些参考。
目前常用的降低低功耗的方法有四种:多电压域、时钟门控、电源关断和动态电压频率调整。其中的时钟门控对验证影响较小,大家应该都接触过,而剩下的三个对验证工作影响较大,需要用到各个EDA厂商的低功耗解决方案。

闲话就说这么多,那么cadence如何使用upf来实现低功耗流程的仿真验证呢?
第一步,先得有UPF文件,根据设计需求,使用TCL建立脚本,建立和管理独立电压源、确定隔离、建立电平漂移等,一般是设计或者后端人员书写,验证工程师当然也可以写,具体内容参考IEEE 1801。
第二步,仿真case中添加电源上电过程,使用$supply_on函数给相应VDD上电。
第三步,将UPF嵌入到仿真命令中,即:

irun -lps_1801 sim。upf -lps_assign_ft_buf -lps_iso_verbose 。。。

或者

1 ncvlog ...
2 ncelab -lps_1801 sim.upf -lps_assign_ft_buf -lps_iso_verbose ...
3 ncsim ...

相关options解释如下:
①-lps_1801 filename: 指定符合IEEE 1801标准的UPF文件;
②-lps_assign_ft_buf: 指定assign赋值被当做buffer对待,而非默认的wire,好处是从always-on domain进入和穿过power-down domain的信号被force成x,便于debug;
③-lps_const_aon: 对处在power-down domain并且直接和always-on domain相连接的tie-high或者tie-low constant,不使能corruption功能;默认不使用该功能;
④-lps_enum_rand_corrupt:对于用户定义的enum类型数据,在电源关断后,随机从枚举列表中选择一个值作为变量值;和该命令相类似的还有-lps_enum_right, -lps_implicit_pso等,因为不常用,就不一一介绍了;
⑤-lps_iso_verbose: 使能isolation的log功能,这个一般需要加上;
⑥。。。
其它的options请参考cadence的low-power simulation guide。
最后,运行仿真即可。

最后说一下low power流程验证正确性和完备性的确认方法。
①增加的low power流程不能影响芯片本身功能的正确性,比如通过电源关断来降低芯片功耗,则关断再打开后,芯片还可以正常work。这部分可以利用原有的self-check验证环境来确认。
②利用log文件分析,上述仿真命令-lps_verbose和UPF文件会为仿真输出与low power相关的warning, error以及assertion信息,通过log文件可以check流程的正确性;
③自动的assertion checker分析,使用-lps_verify选项可以自动检查电源关断顺序(隔离->复位->断电)和电源打开过程(上电->解复位->解隔离),如不满足该时序要求,会自动报错;
④利用覆盖率保证验证完备性,使用-lps_vplan选项依据UPF文件生成low power验证计划,通过simvision提供的coverage接口,得到low power相关的功能覆盖率;

注:
1、UPF(Unified Power Format)是Synopsys公司提出的一种对芯片中电源域设计进行约束的文件格式。通过与UPF 格式匹配的Liberty文件,UPF约束文件可以被整套Galaxy物理实现平台的任何一个环节直接使用,并将设计者的电源设计约束传递给设计工具,由工具完成设计的实现工作,从而实现整套数字集成电路低功耗物理实现的流程。


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