充分可以RTL模型的关键物理时钟为了使可靠的权力相关决定的方面?进一步的复杂性,sub-20nm高性能设计构成呢?
寄存器传输语言(RTL)越来越多的被采用,使早期和高功率决定。cycle-accurate硬件抽象,RTL预计精度提供合理的电力。时钟是特别重要的分析和优化。他们最和驱动最高负荷开关。时钟控制是一种有效的功率降低技术,关闭了冗余时钟周期。RTL权力方法可以增强现有时钟门控方法进一步降低时钟。然而,RTL设计描述逻辑连接没有物理知识是有限的,时钟网,特别是。充分可以RTL模型的关键物理时钟为了使可靠的权力相关决定的方面?进一步的复杂性,sub-20nm高性能设计构成呢?
让我们先看看一些物理因素的时钟网。时钟树综合(CTS)在物理设计确保时间和权力约束满足随着全球时钟网络路由到每个连续的元素。时钟网广泛缓冲处理重要的电容性负载,同时满足时钟歪斜,芯片上变异(缴纳),电力和其他约束条件。各种时钟布局结构各自的优缺点:
•传统CTS遵循平衡的时钟树的拓扑结构。这提供了一种低功耗的足迹和灵活性增加了几个层次的时钟控制逻辑包括粗块级和细粒度register-level时钟盖茨。然而,一些常见的路径从时钟源汇让传统CTS容易缴纳。
•最高的性能设计,比如在5 ghz处理器时钟需要不同的拓扑结构,以满足严格的时间目标。时钟网是一个首选的拓扑,时钟净沿着长组成的公共共享路径遍历pre-mesh树开着茂密的网状结构。从网格利用点,只有数量有限的时钟路径元素连接到连续的设备。这导致一个严格控制时钟歪斜和高宽容缴纳,sub-20nm设计的特别关注。然而,有限的灵活性在插入时钟多级时钟盖茨等元素。结合致密网状织物,时钟网也饿了。
•钟网状结构的变化包括混合方法结合最好的网格和传统CTS平衡力量和时机。树木,局部和全局网格一起实现今天的复杂soc与多个时钟域。
多少应该考虑这些物理结构和约束的RTL时钟电源模型?
RTL权力提供了性能和容量分析数百万实例设计。RTL的分析逻辑连接,模拟活动和时钟配电可以识别块时钟盖茨将受益于更高的水平。块级时钟门关闭失败的同时节省电力。RTL权力也可以补充综合时钟门控通过识别额外的细粒度register-level时钟门控的机会。然而,这样的力量优化的关键是RTL时钟的可预测性的力量。考虑一个例子,RTL力量识别一个机会来插入一个新的时钟门设计,采用时钟网。然而,在CTS拟议中的时钟门和任何额外的缓冲区大小可能要分裂,为了驱动负载。添加时钟元素还需要遵守时间限制等限制时钟路径元素之间的网格和失败。最后,盖茨可能是时钟和缓冲介绍可以超过潜在的权力储蓄减少时钟切换。
图1:预测布线后的时钟电源可靠,时钟物理结构,时机和权力约束和互连电容需要在RTL模型
一些领先的高性能设计经历了这导致增加设计迭代和整体的生产力损失。准确预测电力储蓄从RTL变化,添加/删除逻辑,改变活动,身体必须合格的前期效果和时间约束。身体和timing-aware CTS发动机需要在RTL与信心及早时钟才能做决定。
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