功率建模与分析

半导体工程坐下来讨论功率建模和分析，与技术总监超音速；，首席执行官Teklatech；公司副总裁兼首席战略官Vic Kulkarni说有限元分析软件；Baum首席执行官Andy Ladd;Jean-Marie Brunet，高级市场总监Mentor是西门子旗下的企业；公司的产品经理罗布·克诺斯节奏．以下是那次谈话的节选。第一部分可以找到在这里，及第二部分在这里．

SE:我们需要的是忠实，而不是准确。重要的是任何决定都要朝着正确的方向发展。但用户群体似乎对绝对数字很着迷。作为一个行业，你们将如何改变这种看法?

拉德:这很难。他们想知道的第一件事是这个模型有多准确。如果不准确，他们就会失去信心。但很多时候，尤其是在设计阶段的早期，绝对的准确性是不需要的，你只需要相对的指标，如果一个改变会改善事情。但他们仍然有想要准确的心态。

Knoth:这是一个连续体。你不能把准确性扔出窗外，但有一个时间和地点。

Bjerregaard:这是一个连续统一体抽象级别也一样。如果您有在不同抽象级别上使用的模型，那么您就可以开始信任回归，并且可以开始收敛于以前不能收敛的东西。这样就说得通了。一旦他们有了这些，并看到了价值，我相信人们会对前端的忠实度而不是绝对准确有更高的信心。问题是，如果你只有前端或后端，两个不同的数字，那么他们希望每个地方都绝对准确。

Knoth:即使在最前端，也有一些绝对的地方。如果您正在对设计进行FMEDA分析，则可能需要一个大致的功率数。不一定是5%但你不能在这一点上说一个。

Bjerregaard:事实上，当你计划备份时，你实际上需要设计的力量，然后才能确定你需要什么样的电网，这样你就可以确定多大的足迹足够大，这决定了盈利能力。所以你需要尽可能精确地知道。

深色的在这个行业里，你无法避免准确性的对话。我们可以和他们谈论保真度，但他们总是回到真正的硅。RTL必须在10%到15%之间，如果你不提供与之匹配的模型，他们就不会听。

Bjerregaard我们应该瞄准这一点。我们不应该把它扔出窗外，说你错了，你不需要准确性。

Kulkarni没有证据，没有人会相信你。如果你把精确或不精确的组件切片，我们发现最大的罪魁祸首是时钟。除非正确地建模，否则会产生很多问题。预测合成在组合逻辑中会做什么是困难的。第三个是网本身——只是线的长度。校准方法可以帮助您首先创建参考设计。然后，对于这类设计，我们可以提取基本模型，并将其与RTL世界中的决策联系起来。这意味着精度的范围变得可预测。

Wingard:融合是关键。作为设计师，只要我们有趋同的信念，我们就可以处理不准确性。在设计初期，我们想要的是一个信封。架构师根据一系列结果做出选择，这其中有一些不准确的地方。他们希望自己能找到最好的解决方案吗?他们当然希望，但他们从来没有做到过。但总会有另一个项目，他们只需要在他们的指导方针范围内完成。如果结果不太准确，那么他们可能需要比结果更准确时更努力一些，但如果你建立了信心，并且你正在收敛，那么他们就可以处理它。建筑师擅长处理不确定性。这是他们工作描述的一部分。

Bjerregaard:它是关于收益递减的，你尽可能地走远，然后把它涂掉。

Knoth这是必须发生的左移的一部分。建筑师们对这种不确定性感到满意。昨天，权力是一个次要的问题，因此主导了谈话。但我们向左移得越多，你就越能在相对趋势中运作。

拉德:架构师真正花了多少时间在功能和性能上?我认为他们在表现上花了很多时间。权力是一种被推迟到以后的东西。

Bjerregaard这是因为从历史上看，业绩才是王道。这就是你销售产品的方式。但情况正在发生变化。权力正变得越来越重要，成为一个竞争参数。

Wingard:也许是因为包成本。

Knoth封装成本、可靠性、使用寿命——这些不是更重要的，但它是性能的另一面。你会看到人们用它作为预算去做这样或那样的事情。

Wingard:我们的目标必须是让建筑师从电子表格中摆脱出来，成为一个强大的模型。我们说他们专注于性能，他们确实如此，但他们都有一个功率估算电子表格。

深色的:已经在大型移动公司中，有功率分析人员与模拟器这是一个挑战。他们说的语言不同。有很多跨功能的连接必须发生——不仅仅是在体系结构层面。20年前，我们在时间驱动的地点和路线上面临着同样的挑战。奖惩部门的人不谈时间，但现在他们不得不谈了。对于权力来说也是一样的。

SE:功率是一个巨大的分析问题，因为它是一个横跨整个芯片的模拟问题，有多个耦合平面。我们讨论了一些用例，比如内存利用率、热、电网。这些因素结合在一起会影响功率。我们是否有计算能力能够在不出错的情况下估算所有这些?

Wingard我们在性能方面也做了同样的事情。我们不用软件模拟整个系统就能做出选择。

Knoth我们正在变得越来越好。仿真能力和将精度与C级建模相结合的能力——这些工具正在改进。我们正在接近这个目标。

Wingard:当我们开始在asic中进行性能建模时，我很高兴成为过渡的一部分。这在过去是不会发生的。其次，我们通过尝试抽象出功能块来做到这一点。芯片的性能分析主要是看它的结构和存储系统。所以我们只需要事务。这使我们能够分离关注点并得到合理的结果。好的结果足以让我们做出选择。我们将对权力做同样的事情。

SE:这些抽象是什么样子的?

Knoth我想我们谈到了其中的几个。UPF 3.0就是一个很好的例子。获得更强大的支持，将其填充为交付的标准视图。

深色的: UPF可能是第一个稍微驱动软件需求的，以达到门级或RTL网列表。所以有一点软件驱动的硬件，这是第一次。到目前为止，并不是每个人都在使用UPF。

Wingard:那些使用UPF的人可能还没有完全使用UPF 2，更不用说UPF 3了。

深色的:所以有一些好的技术。

SE:但这是定义功率控制，而不是分析。

拉德你必须从某个地方开始。

Wingard:我喜欢对模型进行抽象，并且能够确信模型可以在组件级别上舒适地生成，并且它将要使用的系统上下文不会使它不准确。

拉德:是的，场景必须是足够现实的，你会相信什么出来的工具。

Wingard:在生成模型时，必须有一些围绕模型的行为，以便您能够接受将模型置于与最初分析它的上下文不同的上下文中。

深色的:推动这一趋势快速发展的行业是汽车行业。你有很多ecu，所有的都插在电池上。原始设备制造商将推动行业从系统层面快速发展。

Knoth:不仅仅是电池，还有寿命和可靠性。

Wingard他们想要快速移动，但如果他们是安全的，他们就会慢下来。从开始到部署还需要五年。我们即将进入汽车行业幻灭的低谷期。

SE:今天有什么令人兴奋的发展?

Kulkarni:机器学习(ML)是令人兴奋的。ML现在被用于预测电迁移．这允许人们做出很多决定，大约5000到10000次违规。这是一个热量和能量的神器。我们正处于行业的拐点。我们期望在功率闭合和时序闭合上看到同样的结果。我们正在进入大数据分析的世界。大约60%知识产权在设计中被重用，因此必须更好地捕获先验知识。

拉德我只是很兴奋能在这个领域工作。EDA在这里有一个巨大的机会，我喜欢在这个位置上，我可以影响一些有很大差距的东西。我们可以做得更好。

深色的权力是一个极好的机会模拟．他们需要真实、活跃的应用程序。你可以在最后花费一个周期来尝试获得5%，这意味着你浪费了数百万美元。大量的数据，你有两个平台，FPGA原型和仿真。一个没有能见度，另一个有。这是一个很好的配合，并将继续推动大量的仿真业务。

Knoth电力是一个系统模型问题，而这正是它令人兴奋之处。如果你看看围坐在桌子旁的人以及我们所覆盖的领域，就会发现这不是一个领域必须要做的事情。这是一个软件问题，是一个仿真问题，是一个高级合成它是实现，它是RTL分析，它是IP。我们都有责任参与其中，这让它变得迷人。如果你让这个解通过整个系统，这就是你的最优结果。

Wingard:几乎所有正在设计的电路中都有大量的空闲时间，我们没有收获。使用分布式的基于硬件的控制应该能够利用这一点。这是一个巨大的机会，可以非常直接地降低这些芯片的能量或功率。

Bjerregaard:最让我兴奋的是，我们正在看到这种跨抽象级别的连续性的收敛。这是最重要的。最终，你有了一个实体产品，你需要这种能力来满足你在前端的期望。这种跨抽象级别的连续性是很重要的，而且是令人兴奋的未来。

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