提高电网的完整性和减少电压降在设计实现。
随着行业移动到更先进的技术节点,管理能力已经成为现代SoC设计的主要挑战。较小的节点,电线变得更高更窄,这就增加了电阻率,导致电压降的影响更明显。Electro-migration效果也更严重的高级节点,导致严重的可靠性问题。RTL综合和不具有工具必须正确解释权力意图,然后实现一个可靠的电力网络。
规划设计的功率预算开始在架构层面,但同样重要的是通过数字实现流部署低功耗设计技术。
节能RTL综合
每一个SoC都有功率预算等因素驱动的电源、电池寿命、热量限制,和性能。设计师为了满足设计功率预算,至关重要的是要考虑权力的一部分成本函数在设计流程的早期。控制权力和控制功率密度的会自动帮助减少IR降的设计问题。
节能RTL综合优化的动态和功率泄漏,这样生成的门电路级网表准备后端实现。RTL合成功能应该包括先进的时钟门控,multi-Vt, multi-VDD知道合成。新的合成技术能够身体意识到权力分析,设计者可以得到早期反馈功耗,使他们能早期检测和解决问题和设计电网更有效率。
减少电压降与电网质量
减少电压降一直是一个标准的任务在物理设计阶段。电压降是由权力的阻力/地面电线用于分发电源芯片。因为它是直接与功率密度成正比,最大的电压降通常发生在有高功率/电流密度的区域。之间有一个环形依赖功耗、电压下降,和表演更具功耗带来更多的电压降(高温),从而导致性能下降。从分析的角度来看,设计者需要考虑静态电压降和动态电压降和解决任何问题,以确保电网的稳定性和设计功能。
电网必须提供所有的电力/地面连接片上组件以及电力垫供电芯片,rails力量戒指和力量。创建了电网在布图规划基于功率预算估计,然后精制处理电压降的问题或其他热点地区。电压降虽然力量/地面网络可以分析在布图规划阶段为电网提供早期反馈设计。检测电压降需要早期和准确的权力过度分析指导调整电线,rails创建或删除,或添加力量戒指周围宏。
解决电压降的问题,设计师通常会增加电网或增加了额外的肩带的宽度减少阻力。当然,这些变化可以使用跟踪,会使用的信号,这可能导致拥堵,高利用率和时机问题。设计师必须小心翼翼地平衡这些相互冲突的需求实现最佳电网中不会减少其他的设计指标。
防止电迁移来提高电路的可靠性
电迁移是一种现象,导致电线的金属离子迁移由于电流。电迁移发生在电线中的电流密度超过指定的限制对于一个给定的过程。离子的迁移最终导致电线打开或短裤,导致长期可靠性的问题。电迁移在电力和地面rails也导致时间问题,因为相关的轨道阻力增加开放可能会导致更高的电压降。反过来,这将导致增加延迟和噪声敏感性的影响逻辑门。分析在物理设计可以找到潜在的电迁移问题和解决这些问题通过扩大电线或添加额外的力量带满足电流密度的目标。考虑电流密度作为一个成本函数以及其他设计指标有助于显著提高设计的可靠性。
总结
今天的低功耗设计需要先进的功率降低技术在RTL综合和物理实现。功率优化需要在架构级别开始,然后是推进整个设计流程,确保最佳的功率密度分布的设计。一个真正的低功耗设计环境的另一个关键需求是早期分析功能对权力和电压降提前识别并解决问题。
图1所示。分析能力在RTL综合让设计师在流早期发现和解决问题。这个导师实时设计师的快照显示功率密度热点在RTL平面布置图阶段突出显示。
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