专家在餐桌上:功率预算

低功耗工程与巴里Pangrle坐下,解决方案架构师在导师图形为低功耗设计和验证;卡里的下巴,低功耗技术营销主管在Synopsys对此解决方案;维克Kulkarni RTL业务单元总经理在Apache设计解决方案;马特•克莱恩首席工程师对权力和广播在Xilinx应用;总裁兼首席执行官和保罗·范·Besouw Oasys设计系统。以下是摘录的谈话。

简述的复杂的芯片处理能力的最佳实践?
范Besouw:在今天的芯片,5000万年或1亿年盖茨,不可思议,整个芯片功能在同一时间。你必须做出决定在架构级别是什么,使用哪个电压岛。这是另一个层面的复杂性。我们只是试图管理表面刮伤。是一回事,如果你这样做在一个小的设计。这是另一个如果你做一个复杂的SoC。还有很多空间。
下巴:有两个独立的事情我们处理。一个是高级的复杂性。每个人都同意你有更多的利用在建筑层面。但如果你看看动态功率优化,很多我们能做的在实施层面我们可以做的更好,如果我们了解我们试图优化模式的操作。如果你试图优化silicon-even物理实现为一个特定的情况下可以优化,情况很好。如果我们可以优化和重量在我们想要的方向,不管它是75%的时间或最大操作条件或其他东西,理解这些东西已经成为非常重要的。我们的方法优化活动约束的工具。我们可以把在特定的向量。所有这些会导致不同的实现,逻辑上和身体上,实际的电路。电路可以针对特定条件进行了优化。 But the problem I’m seeing today is even in the few cases where we have information about switching activity, there’s no context to tell us, ‘This is switching activity for this particular mode with these pieces powered down and these pieces running.’ We need to add that kind of information. That will make all of today’s tools work much better than they do today.

简述:不,很难设计一个导数芯片因为你优化为每个市场?
下巴:没有。想象一下,如果你有一个设备,跑了两倍的时间只是为了游戏。或者你有一个电话,给你三个星期的时间,如果你不做任何游戏。这是一个从设计和制造方面的机会。硅在一个黑暗的时代,我们有更多的盖茨比我们能在任何给定的时间,我们可以定制硬件。让我们把特定的方向实现所有这些应用程序允许您优化。这也是一种人们区分他们的产品。
Kulkarni:我们几乎需要反向设计的范例。为什么我们要有一个为嵌入式处理器处理器体系结构和使用各种应用程序如YouTube或电子邮件或音乐吗?我们应该用反向。Facebook需要什么样的架构呢?可能会有一个“processor-Facebook”和“processor-YouTube。的刺激是不同的,功耗是不同的,和刺激越来越能耗的关键。你实际上正在权力和分析函数基于你的光碟。真正的问题是权力,但我们正在寻找解决方案,因为一些Vcd供您选择。现在你可以开始讨论预算。电网的设计将会发生什么?你会产生EMI问题或EM问题? Will it blow up while you’re using a Facebook application?
下巴:今天你可以随身携带你的汽车导航系统,将实时沟通回云所以别人会知道,以避免交通堵塞。不是很好,如果我们可以使用相同的技术来理解模式在芯片内正在被使用?这正是我们想知道的。这是交换活动,数以百万计的人在使用。我们可以写,今天与EDA工具,可以在你的手机上运行。我们没有这些信息。我们需要定制更多的使用一直到Facebook应用程序我们可以有一个处理器。
Pangrle:很多建筑师关注的性能。应用领域因应用领域而异,但人与标准指令集处理器知道他们需要封面和如何获得更多的性能。他们需要延长他们在做什么,包括性能和权力。
下巴:他们需要权力的分析。这些天我们做了很好的分析性能,但对权力更加模糊。在某种程度上我们做静态性能分析。但在电力领域,这取决于你执行。在某些时候,当你在太多的平均周期,你失去了你所需要的信息。今天它仍然是重要的动态能力,尤其是电力预算。人们想知道的是你需要多少分辨率。你需要知道所有的山峰。今天,权力让我想起动态模拟20年前当人们看着时间的具体路径。
Pangrle:能看不同的模式是很重要的。但如果一切都是在相同的活动水平不能区分或优化。能够捕获在不同模式这活动的相关模式是一个很大的帮助。可以做的事情在架构级别将下游产生影响,甚至对完成工作所需的工具。这就像在逻辑合成或place-and-route multicorner-multimode。你需要确保你不仅仅是满足性能,时间在一个营业点和权力。这些东西都是跨多个电压操作。你需要确保你安全的所有角落过程以及所有的操作模式。这是影响下游的工具。我喜欢有一个不同的处理器为不同的应用程序。

简述:看来,另一个大的EDA公司已经提出了一个相似的想法。
克莱因:这就是FPGA是独一无二的。根据定义,用于任意数量的操作模式。我们可以动态地重新编程的FPGA同时运行的其他部分。你可以改变功能基于你所看到的。此外,因为我们有一个可编程设备,我们需要把水平的层次人们做合成可以利用或者聪明的设计师理解所有的操作模式,可以利用。我们有层级的时钟门控。你可以在全球范围内1或0门关闭时钟。在区域层面上可以有多个时钟门了成千上万的人字拖或阻止公羊或dsp。然后我们可以更精确地控制在个体块的水平。每个人都有不同的好处和赤字。 We also look at whether the contents of this flip-flop will be consumed on the next clock cycle. If not, I can gate it off on that clock cycle only. Knowing the functionality would be helpful for more global analysis, but if we don’t put the hardware capability in there in the first place to gate off locally, regionally and globally, it won’t matter what the software does because we won’t have the hardware features to take advantage of it.
范Besouw:你必须做出假设。可以使用相同的功能在许多不同的模式。这很有趣,因为对于一个模式,你写RTL完全不同。你产生一个最终产品可能是完全不同的。它可能有不同的时间和物理约束。
下巴:这些天不是超越的可能性。您可以实现多种模式,因为你有更多比你可以使用的硅。为什么没有Facebook处理器以及游戏处理器在同一芯片吗?你可以启动不同的部分基于你在做什么。总共可以节省更多的权力。一直是时间和区域的权衡。现在是时间、力量和地区,区域可能是第三名单上的这些天。有很多芯片上的晶体管。找出与他们是我们有问题。和最好的方法来控制泄漏关闭的事情。 We’re starting to approach the more optimal implementations. It’s the reverse of resource sharing. There’s more and more hardware with specific functions.
Kulkarni:除了权力分析,如何完善权力的乐队?假设你在RTL几乎总是扔下你去从而合成和place-and-route。

简述:也就是说,当你真正测量他们不准确?
Kulkarni:是的,他们可以。这意味着不仅仅是工具。功率预算是一组工具和方法论对整个优化从ESL RTL CTS不具有和电力网络设计。电容可以发疯。在时钟树之间,所谓的源代码树和叶子是什么?网时钟结构发生了什么如果不定时优化工具玩吗?你可以抛弃所有的假设你使功耗在RT级别,除非有一个方法定义功率准确性或不准确。正负30%应该下降3%到5%,当你正在做最后的动态电压签收。权力意图会告诉工具要做什么,但是论坛和UPF值不告诉你如何实现低功耗设计。