中文 英语
知识中心
导航
知识中心

电压的岛屿

使用多个电压进行功率降低
受欢迎程度

描述

多电源电压技术在不同的电压下操作不同的块。在较低的电压下运行可以降低功耗,但以速度为代价。设计人员根据其性能要求,为芯片的不同部分使用不同的电源电压。MSV的实现是降低功率的关键,因为降低电压对有功功耗有平方效应。
MSV技术需要对从一个电压电平到另一个电压电平的信号进行电平移位。如果没有电平移位器,交叉电压电平的信号将无法正确采样。

综合工具的优化引擎应该自动计算设计中的最坏情况路径。此外,合成可以支持自顶向下的多电源电压合成,将不同的库分配到芯片的不同电压域,并进行自顶向下的分析和优化。

多电源电压技术可以降低soc的功耗,不需要所有模块在任何时候都以最大速度运行。设计人员根据不同的芯片块的性能要求使用不同的电源电压。MSV的实现是降低功率的关键,因为降低电压对有功功耗有平方效应。

自上而下的MSV合成特征包括:
•多个电压域
•将库分配给域
•为域分配块
•自上而下的分析和优化
•电平移位插入

综合使用功率域概念来描述具有不同电源电压的可切换块。电平移位器被添加,以确保在不同电压下工作的块在集成到SoC中时能够正确工作。电平移位器必须确保适当的驱动强度和准确的定时,因为信号从一个电压电平转换到另一个电压电平。功率域是共享相同电源电压的设计块或实例的集合。

在图中,显示了三个功率域(A,B和C)。每个电压域都有一个与之相关的独立库。

在自上而下的情况下(设计是作为一个整体实现的),为了放置和优化,工具需要理解必须遵守权力域边界。也就是说,该工具知道从一个功率域的逻辑不能移动到另一个功率域。

此外,在放置和优化过程中,该工具应该能够为每个功率域使用正确的定时库设置。例如,当工具优化0.8V功率域时,它应该使用0.8V的定时库。

从理论上讲,由于功率与电压的平方成正比,通过降低电压,我们应该得到一个指数下降的功耗。在现实中,这并不一定是这样的,因为在物理世界中,较低的电压意味着时间问题和增加的过渡时间,这意味着更多的功耗。

为了解决时序问题,需要增加或插入逻辑,这也会导致更多的功耗。总的来说,在较低的电压下工作肯定会节省电力,尽管没有考虑到时间问题,理论上可能没有那么多。

在一个设计样本中,多电源电压优化使动态功率降低了40-50%,漏电功率提高了2倍。电平移位器的增加增加了10%的区域开销,可能会影响时钟调度。增加设计复杂性可能会增加设计周转时间。

页面内容最初由Cadence设计系统


多媒体

多媒体

Baidu