本文轉(zhuǎn)自：自己的微信公眾號《集成電路設(shè)計及EDA教程》

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推文主要內(nèi)容：

LPP: Low Power Placement
GLPO: Gate-level power opt

低功耗技術(shù)：

Buffer Insertion
Cell Sizing
Pin Swapping
Phase Assignment
Technology Mapping
Factoring

有哪些低功耗策略可以應(yīng)用到芯片物理布局階段從而降低芯片的功耗呢？

執(zhí)行靜態(tài)功耗優(yōu)化的一些設(shè)置：

1. 對于MCMM的設(shè)計而言，我們也需要在創(chuàng)建scenario的時候指定哪些scenario可以被用來進行靜態(tài)功耗的優(yōu)化，一般選擇那些靜態(tài)功耗非常大的scenario，所用命令為：set_scenario_options -leakage_power true

2. 指定多閾值電壓約束，命令為：set_multi_vth_constraint

執(zhí)行動態(tài)功耗優(yōu)化的流程：執(zhí)行LPP降低動態(tài)功耗的流程如下：

1. 對于MCMM的設(shè)計而言，我們首先需要在創(chuàng)建scenario的時候指定哪些scenario可以被用來進行動態(tài)功耗的優(yōu)化，所用命令為：set_scenario_options -dynamic_power true

2. 在布局之前，讀入網(wǎng)表動態(tài)仿真得到的saif文件，它記錄了Cell和Net的Swithing Activity。所用命令為：read_saif。之后使能ICC中的LPP功能，這樣ICC在布局階段會自動挪動一些Cell，縮短高翻轉(zhuǎn)的Net長度，降低這些Net上的電容，從而降低與之相連的Cell的動態(tài)功耗。如果沒有saif文件的話，需要在布局之前在設(shè)計的輸入端口設(shè)置Toggle Rate并讓其往后傳遞，如果知道某些中間節(jié)點的Toggle Rate也可以設(shè)置，這樣功耗分析會更加精確。

該選項默認是關(guān)閉的，需要在布局之前開啟。

舊版的ICC中是通過下面的方式開啟的：set_power_options -low_power_placement true

Flow如下：

注意：在新版的ICC中，set_power_options命令已經(jīng)被廢除；如果是新版的軟件可以用下面的命令：set_optimize_pre_cts_power_options -low_power_placement true

執(zhí)行GLPO降低動態(tài)功耗的流程如下：在布局的時候我們也可以通過門級功耗優(yōu)化（Gate-level power optimization, GLPO）來優(yōu)化邏輯從而降低功耗。

門級功耗優(yōu)化的技術(shù)：

1. Buffer Insertion：插入Buffer以降低負載電容，并縮短輸入Transition時間，從而降低動態(tài)功耗。

2. Cell Sizing：降低High Switching Activity網(wǎng)絡(luò)上的電容，縮短Transition時間以降低Inernal Power。

3. 交換引腳（Pin Swapping）：將高翻轉(zhuǎn)的Net連接到Cell的低電容引腳上。

4. 相位分配（Phase Assignment）：進行相位翻轉(zhuǎn)來移除高翻轉(zhuǎn)的反相器

5. 工藝映射（Technology Mapping）：隱藏Cell內(nèi)的高翻轉(zhuǎn)網(wǎng)絡(luò)比如4輸入的AND門，我們可以用AND4+INV的方案實現(xiàn)，也能通過NAND2+NOR2的方案實現(xiàn)，兩種方案在Area和Delay、Energy方面的對比如下：

PPA的對比：

面積：方案(a)結(jié)構(gòu)更加緊湊，因此面積更小；

速度：兩種方案都是雙級結(jié)構(gòu)，方案(a)比(b)速度更快，或者至少一樣快；

能量：方案(a)內(nèi)部高翻轉(zhuǎn)網(wǎng)絡(luò)被隱藏，因此消耗的能量更少，且效果非常明顯。

6. 代數(shù)變換分解（Algebraic Transformations Factoring）：修改網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)，降低電容，但可能會增加活動性。

注意：可以在place_opt期間同時執(zhí)行GLPO，LPP和泄漏功耗優(yōu)化，也可以在place_opt之后，在psynopt期間單獨執(zhí)行GLPO，可以獲得類似的結(jié)果，并可能會降低整體運行時間。

舊版ICC整體Flow如下：

在新版ICC里面，set_power_options命令被廢除，同樣通過set_scenario_options -dynamic_power true選取進行動態(tài)功耗優(yōu)化的scenario，之后用place_opt -power來進行GLPO。

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總結(jié)

以上是生活随笔為你收集整理的数字后端低功耗的全部內(nèi)容，希望文章能夠幫你解決所遇到的問題。

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