能力验证工作吗?

功能验证继续发展,但是能力验证——有些新问题依然存在的复杂让人想起三十年前功能验证。当意志力验证赶上和使它可能要发生什么事?这些问题该行业仍面临着,并不是每个人都认为他们需要的答案。

功能性错误产生错误的结果可以妥协的操作正确性甚至安全,而权力bug在大多数情况下,导致效率低下。当然,这并非总是如此。有错误,可能导致产品故障或加速衰老。对于一些行业,低效率很快可以添加到一个设备,不执行。

虽然手机行业率先权力分析,它已不再是行业最失去多余的电力消耗。

验证是比较两个独立的行动派生的描述同样的事情为了找出他们是不同的。能力验证需要第二个模型,定义了功耗应该对于任何给定的操作。到目前为止,没有这样的模型存在。

也没有单一类型的错误。但是有一些普遍观察到的效应:

•功能错误由功率优化或错误地定义权力控制电路;
•故障引起的电流峰值或者当前快速变化;
随着时间的推移•失败引起的老化或过度使用存储电荷,和
•过量活动不会产生任何有用的结果。

这不胜枚举,不同类型的细菌有不同程度的重要性取决于最终的应用程序。

首席执行官鲁珀特•贝恩斯UltraSoC,描述了一个典型的权力的困境。“系统的哪些元素可以把睡觉而不影响性能?你怎么知道如果它是睡着了吗?就像海森堡原则,在检查东西是否清醒,你醒了。开发人员认为,系统运行正常,但是当使用嵌入式IP分析,就可以发现块从来没有去睡觉。块通常有他们的睡眠不断打断了太多系统检查是否他们是睡着了还是醒着。”

优化可以创建问题。”时钟门控是一个完美的例子出现权力相关问题,”副总裁Roger Sabbagh应用工程Oski技术。“时钟控制减少了开关电源通过关闭时钟特定寄存器时没有更新(寄存器值或更新后的值时不会被下游的逻辑。然而,这可以引入一个错误如果有个别案例情况时钟关闭时实际需要设计的正确操作。连续等效性检查(SEC)可以找到这些问题的错误检测原始设计的行为之间的差异和与时钟门控设计。”

在这个示例中,第二个模型存在,但在大多数情况下没有什么比较权力行为,因此其他指标必须利用。说,“考虑电力分析开始Rob Knoth产品管理总监在数字和验收小组节奏。“你认为每个净交换50%的时间,然后检查能力。今天非常悲观,你会永远无法带出一个芯片。改善是承担一定的切换时钟网独立于数据网络。这是更好的,但你仍然可以使电路看起来冷或红色热取决于你如何改变这些活动的因素。这并不是说有用。电力已成为权衡对一生,你必须有准确的设计和验证流tapeout之前或你没有产品。”

其他指标正在进化。说,“考虑时钟门控效率Preeti Gupta,产品管理主管有限元分析软件。“鉴于空闲模式向量或主动模式向量,或持续坏的力量矢量,计算每个寄存器的时钟控制效率的设计。寄存器的数据信号,时钟信号和控制信号。我可以看看控制信号,找出多少个周期是关闭,但当不关闭时钟和数据不会改变吗?这份报告可能显示如果你有足够的逻辑构建到设计帮助合成认识时钟寄存器应该封闭。多长时间有一定的控制逻辑真的关闭每一块吗?我有控制和多好?现在我们可以谈论控制信号的质量。设计团队能够描述和量化注册或锥形的逻辑基础上浪费活动。”

能力模型
尝试了生产高级电源模型,但到目前为止,他们还没有成功。问题的一部分是,准确性,你需要细节只有在RTL。但要做到足够的仿真发现权力配置文件在更长一段时间,你需要更高级的模型。这变得更加有问题如果热功率的影响也正在看着。

“如果你正在做的事情高级合成并试图得到一个早期估计的力量,这是一个挑战,”杰夫•米勒说,坦纳产品的产品经理导师,西门子业务。“这是一个物联网发展的另一件事传感器会睡一个小时,然后起床五秒,需要测量,它将做一些计算测量是否代表一个重大改变,然后决定如果事件是重大权力RF发射机发送必要的数据然后力量让步。这是一个多层次的挑战,你正试图优化你发送多少数据。你正试图优化泄漏,必须优化CPU,和你想要尽可能快地运行,通过计算,这样您就可以快点回去睡觉。所有这些权衡一起玩,它是一个有趣的系统级挑战。”

这种层次的建模是高于内典型的硬件设计。“如果你建模的处理器,是有区别的内存访问主存或获得缓存,”凯文·麦克德莫特,负责营销的副总裁治之。你可以指定某些元素是比别人付出更大的代价。如果你在谈论高复杂性的例程,打开收音机,或系统的任务——他们可以分配成本值。如果软件修改,你看看这些成本部署的频率。艺术并不是说绝对的结果是什么,但相对变化。这个软件运行在同一信封的权力,还是系统的某些部分的鞭策和增加成本,或改善他们吗?”

有一些常见的要求似乎有行业协议:

•良好的场景表示空闲,典型的或极端的活动;
•跟踪功率增量的硬件改变你意识到如果一个变化显著影响力量,和
•经验丰富的工程师知道去哪里寻找节能机会。

未来的进展可能会利用不同的技术比过去已经使用了功能验证。

权力的场景
发现针在干草堆更有可能当你开始好,代表性的场景。“测试电力状态和电力领域的许多组合需要导航稀疏的法律状态空间内too-large-to-test可能的状态空间,”拉里悟道说节奏的产品管理总监。“这是一个挑战便携式刺激工作小组成立。集团通过指定测试的意图,依赖于自动化和随机创建实际测试中的法律状态空间约束,以及强调设计验证,它将满足电力需求。”

尽管便携式刺激有助于创建向量,它找不到最坏情况的场景没有权力模型来驱动它。

迁移到便携式刺激需要时间。“过去,人们连看都不看功率波形,他们只是想要一个神奇的数字,”Gupta指出。“范式转换的是,人们认识到,活动设计有很强的能耗的作用。人们仍然要求vectorless能耗和5%以内。你怎么可以在一系列复杂的场景吗?这个行业有很多工作要做,想出正确的活动场景基于设计的应用程序。”

但也有真正的好处。“总有诱惑设计保守,在某些情况下可以意味着过于具体化在每一点上,“UltraSoc的贝恩斯说。“例如,确保有足够的计算能力,或者足够的内存,来完成一个特定任务时,人们倾向于增加太多。实际分析信息的可用性在两个方面提供了帮助。首先,它可以帮助设计师自信地实现一个“精简”整体系统,通常会更加节能。其次,就可以看看,如CPU / GPU利用率,和确定场景中可以保持令人满意的系统性能,而在低功耗模式下操作一个或多个块。”

权力回归
权力的细菌蠕变可以在设计过程的每一个阶段。ANSYS的古普塔介绍采用AMD过程,权力的配置文件块的系统跟踪。“一个典型的SoC可能有30块,每个块,验证工程师写有意义的向量,每一个都代表不同的负载水平。他们然后运行权力分析每个向量的集合和生产指标是可行的。”

图1:功耗绘制在设计回归。AMD来源

回归也必须在产品的生命周期完成。“建筑设备和最初发布软件只是第一步,”麦克德莫特。“有不断的更新和改进,所以你必须计划回归测试,版本控制的补丁和更新。作为程序运行在多个年,硬件的发展,,还会有一系列的微进化硬件、软件的不同版本不同的比赛。也有一些地方适应,可能通过人工智能,这将使每一个稍微不同的特征,然后你必须管理软件补丁。”

而不是建立一个与每个硬件实验室变体,麦克德莫特认为这里有一个角色的软件模型,通常被称为数字双胞胎。“一旦你有芯片和董事会,有些人认为他们不需要模拟了。但你需要保持所有的口味的硬件和软件的组合。你必须维护和配置所有的硬件。很容易用的软件,你可以建立一个数组的组合,看看临界情况下导致问题。”

不可替代的经验
一旦场景定义设备的重要的用例,它变得更容易分析系统来定位领域中,权力可以得救。”活动概要文件在运行时,可以检测到存储签名估计功耗相比,“Srikanth Rengarajan说,产品和业务发展副总裁奥氏体回火设计系统。“单位的活动可以交易两个街区之间的控制算法,最小化空闲周期。能源设备,如智能手机,通常需要一个系统的功耗。用例是严格地分析了离线提供消费的估计,和运行时功率优化是基于指纹识别当前用例。”

直到一个工具可以直接指出错误,会有一个工程师的角色。“我们提供关于所发生的收集统计信息的能力,你可以使用那些关闭循环的功率控制,“Benoit de Lescure说,应用工程主管ArterisIP。“你可以看这些统计数据,决定一块不努力工作,所以你可以减少其电压。”

有公司可以做一些简单的事情。“早期的分析,人们不熟悉的方式来找到错误,“ANSYS的古普塔说。“我们添加一个简单的图形化显示,打破了设计成小块,给他们一种颜色——红色、黄色或绿色,基于功耗。足以让一些公司发现bug。一个设计师看看,能看到他们不期望的事情。人类的大脑可以使用直觉来发现问题。”

但是当发现问题,帮助解决一些工具存在。“调试的挑战是不同于典型的功能性故障,“节奏的悟道说。“未能满足功率预算需要更广泛的上下文视图的状态在整个设计以识别域可以减少电力或电力可以消除而不会损失功能。实施“修复”也是不同的,甚至可能需要修改的法律状态空间定义为了纠正这个问题,或牺牲性能来满足功率预算“修复”的两个例子可能实现。”

重新思考未来
公司仍在寻找方法来帮助能力验证的问题。“有很多机会使用真实世界场景创建电动工具在整个soc和看块街区互动,“古普塔说。“虽然指标是不断发展的,我们仍然需要更多的工作和帮助创建的向量集。”

大的变化也是必需的。“世界的权力分析不再有用的工具,”Knoth说。“权力分析需要集成到验证流程,实现流程,在你签收流。你不能指望人类回到和作出必要的改变。你想要帮助和自动化。能分析指导合成?能分析指导实现吗?它可以准确地完成在20或30不同操作模式的设备吗?它必须在合理的时间内完成。”

能力验证是在这一领域机器学习可能的应用程序。设计往往是变异之前的设计,所以寻找模式和改变这些模式由进化硬件可能会发现权力储蓄,否则可能会被错过。我们会得到真正的力量验证吗?在这个阶段将似乎不太可能,除非发现一种方法来预测动态功率很多比今天可能更快、更准确。

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