专家在餐桌上:低权力验证的麻烦

埃德·斯珀林
低功耗/高性能工程与博通副技术总监Leah Clark坐下来讨论低功耗验证;Mentor Graphics的产品营销经理Erich Marschner;Synopsys低功耗解决方案营销总监Cary Chin;以及亚特兰大高级工程总监Venki Venkatesh。以下是那次谈话的节选。

LPHP:如何确定SoC中的电源意图?
马斯纳:您可以为该系统的不同用途应用不同的功率意图。
克拉克但是你可以在RTL中编码那些相互关联的东西。
马斯纳:今天在RTL的UPF 2.0中可以做到这一点。您希望在RTL中编码的是那些仍然没有变化的东西。一旦它变得稳定，你就可以合理地投入RTL。如果它不稳定，就不要放在那里。

LPHP:验证低功耗是越来越容易还是越来越难?
下巴每一个设计都变得越来越复杂。我们提高标准的速度，即使不是更快，也和我们能处理的一样快。这是一个关于我们是否赶上进度的相对呼叫。
马斯纳如果你回到过去，我们根本无法做到这些。似乎变得容易的速度比变得困难的速度快。
马纳尔:这变得更容易一些，因为我们现在有很好的方法来指定权力意图。但它也变得更加复杂，因为在低纳米节点上，新类型的测试正在到来。在非常大的设计中，有大量的权力领域。方法论仍在发展，人们正在拼凑自己的方法——有些是最优的，有些不是最优的。他们真的很纠结。关于功率验证的另一件事是它是“必须的”。你不能部分地核实。你可以部分优化。但在消息传出之前，必须完成核实。这对每个人来说都是一个巨大的痛苦领域。
马斯纳当前位置[Mentor验证研究员]Harry Foster提出了一些关于权力验证的统计数据，并指出有10%的受访者表示他们根本不验证权力。所以也许你有时可以不验证电源，但这真的很有风险。
马纳尔这真的很危险，因为它会导致芯片故障。有时你会付出沉重的代价。
下巴但是如果你从更高的层面来看，将iPhone 5和第一代iPhone进行比较，你会发现它们内部的电池技术基本上是相同的。这一点几乎没有改变。但如果你看看这些设备里面的东西的数量，我们正在跟上摩尔定律。在过去的五年里，我们取得了惊人的成就。在消费者层面，你可以看到它，触摸它。与五年前相比，我们今天所能做的是惊人的。
马纳尔我们可以做很多事情，但人们真的很辛苦。
下巴他们已经在一起五年了。每一代人都有同样的问题，而且这种问题会一直存在，直到我们真正摆脱能源。但我们在很长一段时间内都不会结束。即使在今天，你还能想到更多我们能做的事情。
克拉克我们正在设计一个7亿个晶体管芯片。这是巨大的。我们有来自每个时区和每个功能群的东西。所以我们可以做所有这些事情，这很好，但我们如何让人们去做呢?
马纳尔作为一家公司，你必须建立方法论和流程。除非IP与所有视图正确地打包，否则不要使用IP。
克拉克当我们开始使用当前的技术时，我们在这里指定了所有的IP需要看起来像什么，这里是所有的视图。那是八个月前的事了。我们被困在那里，直到我们转移到下一个技术节点，重新包装我们所有的IP。
克拉克这些都是很棒的东西，但这是未来。现在我们面临着挑战，我们有答案，但我们还不能实施这些答案。
马斯纳:对于EDA供应商来说，这也是一个问题。我们已经在我们的新版本中添加了所有这些新功能，但是我们的客户仍然在使用我们的工具的版本，这些版本已经有两三年的历史了。他们不能搬家是因为培训问题或者他们被某个项目雇佣了。这是EDA的自然组成部分。我们走得太快，被自己的影子拖了回来。
马纳尔:并非所有的工具都在同一级别。这对客户来说是一个很大的挑战。
克拉克:即使在同一家EDA公司，也存在与您的客户相同的问题。你要经历两年的科技发展。
马斯纳另一种选择是等待。
克拉克不，我们不希望任何人等待，但我们也不希望我们今天面临的挑战迷失在对明天需要的冲锋中。我们需要解决方案，帮助我们把今天的事情团结起来。从建筑的角度来看，全球力量是我们想要达到的目标，但我们现在还没有达到。
马斯纳:我们今天所做的将在稍后发布。问题是，直到今天的事情做得足够多，你才能开始做下一件事。今天有一些你可以使用的东西。问题是是否有足够的东西来提供临界质量。
克拉克:但等待EDA公司达到临界规模也是你获得所有本土方法的时候，这就产生了分歧。
马斯纳教育是我们今天可以做的一件事，帮助人们建立起有效的流程。

LPHP:软件是如何进入这幅图景的?
马纳尔软件是个耗电大户。就我个人而言，我不知道任何工具，但公司正在研究这一点。当他们创建应用程序时，他们会尽量减少这些耗电指令的使用。
下巴你可以查看软件指令和编译器输出的内容，并尝试确定和预测。但即使在软件方面，我们也希望对正在发生的事情有一个更高层次的架构视图。这也是我们走向功能与力量融合的原因之一。在某些情况下，它的力量甚至超过功能，因为它是一种全球性资源。它不像计时，如果你的芯片失败了，它会影响到一小块。你正在使用的是全球能源供应，所以即使芯片的某个角落发生了故障，也可能会影响整个芯片。所以软件人员也必须做到这一点。他们必须创建一个足够详细的模型来告诉他们发生了什么。现在我甚至不知道我的笔记本电脑上发生了什么，因为操作系统太复杂了，而且同时发生了太多事情。整个移动设备甚至更加复杂——复杂到甚至很难判断正在执行的指令是什么。 They’re being executed in parallel and out of order.
马纳尔:第一步是功率分析，这是在应用程序在宏观级别运行时完成的，然后在微观级别运行。然后通过分析进行测试。这就是现在的做法。
马斯纳:在SoC级别，更多的是关注资源，操作系统打开和关闭不同的东西。这需要更高级别的集成，才能看到发生了什么，确定功耗和锁定了什么。这往往很快就会导致模拟和硬件-软件验证。您需要查看组件之间的交互。
克拉克:我们对0、1、2层类型的软件进行功率分析。我们不做软件。我们的客户做软件。

LPHP如果我们所获得的只是两小时的电池续航时间，那么我们所花费的时间和金钱是否值得?
马斯纳:当然，因为所有的工程都是增量的。你不可能独自取得巨大的飞跃。
克拉克但是你可以改变你的优先级。如果你需要在这一天进行记录，你有20个测试用例，其中18个是函数，2个是幂，你会在进行幂测试之前进行记录，除非它们非常关键。如果你的电池续航4小时或4.5小时，这并不意味着芯片不能工作。这可能会影响您销售芯片的能力或包装的标签。
马斯纳这也会影响你的市场份额。
克拉克:是的，但是我们的策略是我们不会只贴一次芯片。我们把它粘起来取样。所以它会影响你的整体产品策略。
马斯纳:这整个想法不止一次，就其本身而言，是一个增量策略。我们确实在增量思考。
克拉克在给定的产品中，我们会用胶带把一些快速而肮脏的东西粘上，以便让我们的客户拿到它。然后他们可以开发软件，我们可以分析转换活动。看看我们可能保留或不保留的功能，然后我们可以完成我们走捷径的事情，比如确保它在整个工作范围内运行，或者所有的电平转换器都在。我们确实会优先考虑这些事情。
下巴这并不意味着权力不那么重要。你也可以对时机说同样的话。关键是你需要能够继续产品开发之路。
克拉克这些不同的检查是分阶段进行的。
马纳尔:这些关于你想节省多少电量的调用在这个过程的早期就已经完成了。在架构层面，您可能会决定需要大量的节能，因此您会添加更多的功率域和DVFS。然后你继续前进。这个决定很早就做出了。
马斯纳另一方面，我们都不愿冒险。你试图预先做出实质性的改变，但又不想做得太过分。
马纳尔:我同意。但关键是，电源管理必须提前做好。
克拉克:是也不是。你可以把所有的钩子放在那里，但你也有一个信号进来，如果你必须禁用它。这确实能帮助你做出这些渐进的步骤。当它起作用时，很好。如果没有，下次你可以做得更好。
马纳尔:那么你的验证方法就会变得更加复杂。
克拉克:是的，问题是你很容易就会说:“太难了，把它关掉吧。”