优化IP对权力

埃德·斯珀林
作为SoC的商业IP量增加,整个材料清单,因为一个新的concern-power受到日益严格的审查。商业IP,毕竟,在很大程度上是一个黑盒解决方案集合加快时间给市场带来一个芯片,并且经常提高质量,但系统上的累积影响功率预算从未完全绘制。

这是特别相关的复杂和密集的soc高级节点,它并不总是清楚如何优化。在某些情况下,最好的解决方案是一个受过教育的猜测IP可能是如何使用的,然后它必须围绕这些特点使用模型。

“问题是,这不仅仅是你必须描述的IP,”埃里希·马斯纳说,产品营销经理导师图形。”这也是系统体系结构,软件体系结构和协议。即使有一些简单的处理,比如关闭,关闭一些需要您添加逻辑。为了节约用电,你必须预测多长时间将会下降。但如果你把它关掉太快长大,会使用更多的权力。最大的问题之一是使用模式或系统场景。”

那些使用模式可以有巨大的波动,这可以极大地影响如何使用IP以及它如何需要的特征。而不是固定的数字,这些往往会落入的领域分布和概率。一个人使用智能手机进行语音电话和电子邮件有一个截然不同的形象比人玩游戏和看视频。

“这很模糊的业务,”马斯纳说。“这都是基于假设,但如果你的假设是错误的那么它可能不是优化。”

也不仅仅基于IP本身。而使用模型有效地描述IP至关重要,还有其他的因素需要考虑。一个涉及知识产权的电压将操作。有大把芯片制造商降低整体电压,在复杂的情况下soc实际上是多个电压。没有单一的公式做这项工作,但是,因为它取决于从噪声限制的晶体管,距离的问题,甚至是使用什么样的晶体管。finFET,例如,可以运行在较低的电压,因为有较少的泄漏。但这意味着整个子系统,包括finFETs和商业IP,不是为了使用3 d晶体管或在不同的操作电压?

“如果你可以减少20%的电压,功率提高了45%,”Chris再生草说Tensilica首席技术官。“有些事情可以降到0.6或0.7伏特如果你牺牲一些操作的频率。”

但是,对IP并不是那么明确。有论文这个东西,做了一些工作在研究实验室或测试芯片。但如何适用于商业IP是未知的,因为并非所有IP甚至对权力特征,也并不是所有的动力特性是相同的。

“人们驾驶优化平台面临的挑战是让任务迁移到更具体的场景尽可能透明,“再生草说。“这从图书馆和分区的任务开始。如果你处理图形、图像和音频,你可以画一条线之间的高层应用程序和部分做的繁重的工作。之间合作,但还需要操作系统、应用程序和硬件平台公开应用程序。”

动态与泄漏功率
也明显的高级节点,随着密度的增加,动态和功率泄漏之间的紧密关系。都可以创建热的问题,影响信号完整性和耗尽电池。但并不是所有的IP的特点是。如果特征是动态的,是更有可能的是,它需要一些猜测和数学计算出泄漏的力量。

“对我们来说,动态功率是起点,”玛丽安说白色,Synopsys对此星系实现平台的营销总监。“然后你就可以开始看multi-bit寄存器和数据路径来提高瓷砖和常规的事情。有方法的动态功率储蓄。对于IP,您将遵循同样的标准块的实现方法。块可以特征包括力量和时间信息。如果是一个黑盒子,它没有力量或计时信息。但大多数时候,如果你想做IP重用性,而不是做一个与所有标准的细胞块你可以做一个抽象模型与时间和功率特性。至少,自由有所有这些属性,你可以指定特征的力量。”

她说,从设计工程师的角度来看,这是相对简单的计算泄漏动态功率。“这是—EDA优化和使用的商贩。用户打开什么铃铛和交换机?我的时钟树会是什么样子的呢?我要用网吗?我想优化功率和性能如何?”

优化各级要求
经验法则是,在架构级别更改更有效地节省电力各级比后期。同样明显的是,设计变得这么复杂,变化是必需的整个设计流程,甚至最好计划将出错。

这就解释了为什么那么多工作还在做过户,电力是容易衡量,而不是在建筑建模阶段的影响将会最大。但即使在RTL不是那么简单。

“我们发现真的RTL功率优化,有功率降低,自动化改进,需要准确的评估和验证的权力intent-whether UPF值或CPF-as估计以及减少,”Mike Gianfagna说,企业营销的副总裁Atrenta。“你需要这三个或者它不工作。我们看到很多应用程序,人们试图插入电源管理IP,但有很多更新迟了在这个过程中,当你试图重用IP你遇到问题。”

Gianfagna说一个巨大的挑战是提供自动化链接回到RTL变化。这似乎是一个一致的主题在整个设计流程中,。被认为是调整在一个领域需要反映在另一个地方。

他不是独自在评估。托马斯•Bollaert Calypto应用工程的高级主管说,有三个因素优化IP。

“首先,IP是应该做的,所以优化首先有点激进,“Bollaert说。“第二,如果你认为它可以优化,是知识产权的存在RTL没有更高层次的代表,您需要手动自动功率优化因为更改就像是不可能的任务。第三个考虑是只有这么多你可以与现有的RTL,所以如果你真的想要优化它你必须将它转换成C或SystemC。给你一个更广泛的优化能力的技术节点,一个功率预算和性能目标。”

但它不是唯一的IP必须优化。这也是使用的工具的优化。

”的一个问题是,我们使用的模型标准不处理电源状态,“导师的马斯纳说。“我们需要改善功率模型库,让他们可以在一个提要回流动。但这需要时间来开发模型,包括模块的功耗。我们刚刚开始勾勒出的下一个1801年UPF值。正在考虑的一个问题是系统级的权力意图和怎么做功率预算C模型。如果是X的函数,和X是灵活吗?如果你做出权衡,你如何确保这些是适合力量?”

结论
我们需要的是一种开发系统级功率模型能够识别问题在更高层次的抽象,但也能反映各级权力的变化设计。在这种情况下,各种建筑blocks-IP,各种类型的晶体管和软件需要独立和它们如何相互作用对许多可能的使用模型。

因为这是一个相对较新的需求和供应chain-new仍未完全通过的标准需要和其他人将会延长。即使是这样,这是不确定所有的碎片都是如何工作的。但是像所有优秀的工程,一块可以建立在另一个改善,开发以多种方式重组和更可靠的信息。

很明显,这些东西都不会在一夜之间发生。但至少很多人现在思考这个问题严重,这是一个良好的开端。