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电源管理和集成的IPs soc:第1部分

挖掘软宏电源管理挑战和妥善保护边界的重要性。

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IPs的形式——无论是软或硬宏——今天的SoC设计的中心。集成IP与权力意识到低功耗设计和执行(PA)验证总是复杂和繁琐。因为大多数这些IPs是自包含的,添加块级别,必须保存在他们的整体集成或验证SoC水平。

直到UPF值3.0 (IEEE 1801 - 2015),软宏边界是不精确的没有终端边界概念祖先权力关系。同样,UPF值3.1 (IEEE 1801 - 2018年)明确解释了一个匿名的形成电力领域努力宏当外面是所有其他权力领域。这两个新语义是至关重要的IP集成在系统层面和执行PA模拟(验证)。具体来说,在自底向上集成的角度来看,边界条件才对这些宏定义良好的UPF值3.1 (IEEE 1801 - 2019)。因此,低功率宏观验证解决方案并不总是直观,便于携带,或标准化。本文(系列)地址软实力宏观管理挑战在SoC的环境中,基于UPF值3.1标准。第二部分将做同样的宏。

在潜水深入这个话题之前,它将有助于解释一些术语UPF值上下文。

趟车:统一格式(UPF)是最终功率降低方法对于任何设计、验证和实现。UPF值提供了电源管理架构的概念和工件,权力意识到验证方法,和低功耗的实现机制。然而,今天有不同版本的UPF值可用:

  • UPF值1.0 (UPF Accellera 2007)
  • UPF值2.0 (IEEE 1801 - 2009)
  • UPF值2.1 (IEEE 1801 - 2013)
  • UPF值3.0 (IEEE 1801 - 2015)
  • UPF值3.1 (IEEE 1801 - 2018)

重要的是要注意,新标准发布以前版本并不完全过时了。,验证和实现工具支持不同的UPF值不同的原因。

软宏:软宏通常设计在synthesizable RTL和通常的一部分RTL实现之前子树。一个独立的、自包含的UPF值是强制实施。这是必要的准确模型宏观的外部环境来看,基于内部电源,因为软宏实现分层,但必须使用完整的SoC验证平视图。UPF值伴随着软宏必须在其完整的实体;即一个自包含的UPF值来定义自己的顶级域名与力量create_power_domain元素{。}- - - - - -is_atomic相关命令,{UPF_is_soft_macro真实}属性。的原子性,即最低区段说权力领域,确保权力域中的任何实例无法切片和添加到另一个领域,因为这将导致UPF值处理错误。

艰难的宏:硬宏已经合成,有时放置和路由设计街区。实施通常不会利用UPF值,即使他们是权力意识和包含孤立细胞,电源开关,和电源状态等。当交付他们通常是高密度脂蛋白伴随着自由行为模型库。自由只定义了部分实现的权力架构和界面特征,如相关供应逻辑端口,pg别针,等。硬宏往往硅证明,有一个预定义的UPF文件,同时添加IP(块)的水平。然而,在UPF的角度来看,很难宏IP设计与实例化UPF HDL属性{UPF_is_hard_macro真实<}或自由细胞库属性is_macro_cell:真>。只供应,IO别针,和港口的宏可见或可访问的集成和验证。

终端边界:任何宏观边界被认为是一个终端边界。这个简单和通行的概念完全分离的内部结构和外部接口从外部世界的宏。通常,意外全球访问在一个宏观UPF命令可以修改供应网,供应状态等在宏观和可能会引发雪崩功能失败当宏用于SoC水平。所以终端边界内的宏观黑盒和港口外边界上司机和接收器。这是涉及通过set_port_attributes -driver_supply / receiver_supply。

现在,我们已经了解在宏的基本面UPF值(低功率)的角度来看,是时候了解如何整合,验证并可能重用——具体地说,在自底向上集成的角度来看,我们将讨论权力的扩展域边界,终端边界,ancestor-descendant关系、权力意图监禁,driver-receiver供应情况下,权力国家期望,模拟国家行为,腐败语义等。我们将理解讨论软宏在这个两部分系列的第1部分。我们将支付解决方案努力宏在第2部分中。

很明显从软宏的定义之前,系统集成商必须确保宏观连接到适当的电源,并妥善保护边界对家长和周围的电力信号交叉的领域。可以指定隔离保护策略与特定的夹紧要求。它还可以指定保留;因此应确保供应关键寄存器保留备份数据在掉电。另外,IP集成商必须确保这些约束(隔离夹值,保留寄存器等)不违反当软宏是集成到整个系统根据他们的需求和配置。核查、软实力宏观意图或UPF值,应该完整和独立,不得引用任何对象其母范围。这将确保验证工具可以很容易地验证和抓住任何失败的场景来纪念这些约束。


图1所示。标准SoC与多个软硬宏观核心集成

同时,宏观的主要IO端口不会依靠真正的驱动程序的可见性和接收方供应。即当司机和接收机供应属性存在,IO端口将与这些由于供应相应的注释。然而,当这些供应属性缺席,司机和接收方提供参考的主要供应将自己的顶级域名。同样重要的是要知道,司机和接收方提供上下文软宏IO端口显示,他们被视为终端点,或终端边界,对祖先的力量领域实例验证和实现工具。这种边界条件显然铺平了道路重用相同的宏一遍又一遍地在多个项目。表1和图2显示不同的方法构造软宏电源管理方案。


表1:建模UPF值约束软宏

重要的是观察这里,软权力领域的宏观与原子性(创建选项或create_power_domain元素{}。包含自己的顶部)。这意味着这个域可以合并在分离但不能实现。

另一方面,权力模型内定义开始~ end_power_modeldefine_power_model {}和实例化设计与{UPF_is_soft_macro真正的}也可能代表一个软宏。趟意图在这个权力模型描述软宏观硬化过程的目的。因此,基于UPF功率域约束,权力模式,和硬化过程中,宏观的RTL实例属于父域作为一个硬实力的程度边界。


表2:软宏观建模及其UPF值

重要的是要注意,UPF值3.1表明UPF值必须是独立的宏。因此它也是至关重要的,知道软宏实例被认为有一个终端边界限制的范围对象。这就是为什么权力意图对象表示在一个祖先,像全球供应集块不可用,因此必须提供明确的意图,即使对于软宏。

图2显示了软宏实例化tb.top_inst.I2.X5.Y5在层次结构窗口左上方。在RTL HDL代码所示中上,和相应的原子能领域PD2右上角所示。报告从仿真结果显示在左下角(模拟考虑了功率模型作为软宏单元),和电力领域地位右下角窗口所示(腐败状态显示为“未知”,因为宏没有指定任何权力状态)。


图2。软实力宏模型验证

在本文中,我们已经确定和解决整合的根本问题,硬化,并验证软宏在较大系统从权力意识到设计、验证和实现流程的视角。为了维持一个务实的方法来减少重用权力意识到宏的复杂性,我们确定了一个独立的UPF值是至关重要的。软宏,原子性的领域,内部保留和外部边界策略,法定权利状态,以及它们之间测序是至关重要的。



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