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準確預算SoC設計靜態功率的新措施

宣布時間:2015年10月27日 14:10    宣布者:designapp
要害詞: SoC , RTL
  經由歷程省去基于文件的流程,新工具可供應完全的 RTL 功率探測和準確的門級功率剖析流程。
  在比來宣布的一篇文章中,筆者強調了以后靜態功耗預算措施的內在局限性。簡樸來講,以后的措施是一個基于文件的流程,其中包羅兩個法式模范。第一步,軟件模擬器或硬件仿真器會在一個交流名堂 (SAIF) 文件中跟蹤并積累所有運轉歷程當中的翻轉運動,或在快速旌旗燈號數據庫 (FSDB) 文件中按周期紀錄每個旌旗燈號的翻轉運動。第二步,應用一個饋入 SAIF 文件的功率預算工具盤算所有電路的勻稱功耗,或應用 FSDB 文件盤算設計時間和空間內的峰值功率(見圖 1)。
  


  圖 1. 傳統的功率剖析根植于基于文件的兩步法。
  當被測設計 (DUT) 相對較小(約數百萬門或更少),且剖析周期較短(不逾越百萬個時鐘周期),這些措施能夠行得通。上述時間窗口有數于自順應性功效驗證情形。
  可是,現在的年夜型 SoC 設計具有數切切或數億個門來推行嵌入式軟件(好比,啟動一個操作系統或運轉須要數十億個周期的應用法式模范模范),若應用傳統措施就會見臨以下三年夜難題:
  1. SAIF 文件將變得太過宏年夜而沒法治理,FSDB 文件則更是云云。
  2. 文件天生歷程慢如蝸牛,短則數小時,長則逾越 1 天。
  文件加載到功率預算工具的速率也相當遲緩,少則幾天,多則逾越 1 周。
  這一切似乎注定了沒法樂成。
                  這一狀態隨著 Mentor Graphics 在 2015 年 5 月 27 日宣布 Veloce 功耗應用法式模范模范而發生了改變,這款軟件包帶有 Veloce 運動圖和 Dynamic Read Waveform 應用法式模范模范編程接口 (API),接口位于 Veloce OS3 頂部(見圖 2)。
  


  圖 2. 操作系統可掩護任何應用法式模范模范不受下層硬件仿真器的攪擾。
  Veloce 功耗應用法式模范模范處置賞罰了影響傳統(且有爭議)的功耗評價算法速率的一些焦點效果。它經由歷程將 Veloce 硬件仿真器慎辘集成到功率剖析工具中而省去了基于文件的兩步流程。
  設計團隊無需再處置賞罰巨年夜的文件。這意味著,再也沒有空間鋪張,文件建設和文件加載也將節儉年夜量時間。新措施能夠快速、精練、高效且周全地預算現代 SoC 設計的功耗。
  Veloce 運動圖
  Veloce 運動圖在一個簡樸的圖表中映照出了全局設計切換運動隨時間的靜態變換,例如,在啟動 OS 和/或運轉靜態應用法式模范模范時(見圖 3)。
  


  圖 3. Veloce 運動圖在長時運轉中識別焦點區域。
  運動圖可識別高頻切換運動的時間幀,高頻切換運動能夠給設計團隊帶來功耗效果。雖然此圖表著實不奇異,但其天生所需的時間要比基于文件的功耗圖表快一個數目級。作為一個數據點,關于一個 1 億門設計、7500 萬設計時鐘周期的運動圖,Veloce 需破費 15 分鐘來天生。相比之下,功率剖析工具則須要破費逾越 1 周的時間來天生類似信息。況且,它們能夠還沒法處置賞罰云云巨量的數據。
  隨之而來的效果則是:這些峰值泛起于 DUT 中的“那里”和是由“甚么”惹起的?這可經由歷程 Dynamic Read Waveform API 往复復。
                  Dynamic Read Waveform API 流程
  一旦高頻切換運動的時間幀在設計的頂層被識別,設計團隊便可以縮小年夜這些時間幀。用戶能夠深刻到設計的條理結構和嵌入式軟件中,從而找到發生此類高頻切換運動的泉源。為此,用戶可以應用 Dynamic Read Waveform API。
  Dynamic Read Waveform API 可經由歷程將硬件仿真器中的切換數據實時傳送入功率剖析工具中,從而取代繁瑣的 SAIF/FSDB 文件天生歷程。從硬件仿真 SoC,到輸入切換數據,再到應用功率剖析工具讀取切換數據,和天生對應的功率值,所有操作都是同時運轉的。著實際效果是全體性能的飛躍,而這正是啟動操作系統和運轉真實的應用法式模范模范所須要的(見圖 4)。
  


  圖 4. Veloce 電源應用法式模范模范可加速 Veloce 功耗剖析速率,讓設計團隊在推行天生、剖析和預算時一步到位。
  作為附加利益,與基于 SAIF 的淺易流程相比,Dynamic Read Waveform API 的精度更高,是以可對各內存和 IP 塊阻拦準確的功耗預算。
  最要害的一點在于,Dynamic Read Waveform API 支持經由歷程基于軟件的測試在系統級阻拦功耗剖析與功耗探測,假設接納基于文件的流程,這簡直是弗成能的。
  結論
  Veloce 功耗應用法式模范模范推動了功率預算措施的改變。Dynamic Read Waveform API 與功率剖析工具的奇異整合,省去了基于文件的流程,可供應完全的 RTL 功耗剖析和準確的門級功率剖析流程。
  這意味著,設計和驗證團隊能夠在設計周期內盡早泉源 RTL 功率剖析。與以往相比,他們可以更早地推行功率權衡和架構調劑。此外,在 RTL 剖析為門級體現后,他們可以一連應用之前的流程。在門級,他們可以取得越發準確的功耗丈量效果,并在流片前推行其他微調。此外,他們也能夠經由歷程應用該工具完成目的應用情形的功耗剖析流程
  作者 Lauro Rizzatti,驗證照顾
               
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