编写可重用的UPF值对RTL和门电路级低功率验证

Durgesh Prasad, Jitesh邦萨尔和玛Bhargava

统一格式(UPF)是用于指定电源设计的意图。一旦写,UPF值文件是应用在设计周期的每个阶段,从RTL门电路级,最后在地点和路线。

一个主要问题是,UPF值需要改进或修改每个阶段保持兼容网表。例如,趟在RTL级必须修改用于门电路级仿真由于design-hierarchy变化,细胞植入,和细胞连接。这就产生了不同口味的UPF值缺乏一致性和创建维护问题。

本文分享新方法允许您编写更好的UPF值文件的RTL所以最小或零变化时需要重用在门电路级验证。为了更好地理解和实施这些技术,我们也强调所有RTL UPF值和门电路级UPF值之间的差异。

迁移从RTL门电路级低功耗验证需要三个条件:

1. UPF值应该写,这样它依然可用,有效期门电路级模拟。
2. 仿真工具必须做一些处理的RTL趟门级仿真结果中存在的工作。
3. UPF值需要一些改进,使从RTL过渡到门电路级模拟无缝的和容易。

在RTL UPF值验证与门电路级网表
UPF-based验证的RTL由创建域,插入权力意识到细胞,如隔离、电平位移器,保持细胞——和定义一个供应网络传播的力量。请注意,权力意识到细胞放置在应用程序设计的UPF RTL阶段主要是仿真模型,他们的工作将会创建一个占位符实际细胞后在门电路级模拟。RTL节能验证确保节能细胞放置在所有需要的港口/状态元素和配电网络是有效的。

在门电路级网表,节能细胞已经设计和UPF值只补充他们的一部分。有两个门电路级网表味道。

Pg-connected网表:节能的pg-pins细胞存在于细胞,他们连接在网表本身。趟车的使用是验证pa-cells放置在RTL UPF值中指定的所有可能的地点和正常供应网络是嵌入式网络列表中每趟车。

Non-pg网表:细胞的pg-pins不是通过高密度脂蛋白连接层次结构,而预计pg-pin仿真工具将连接。在这个阶段pg-pins提供自由细胞的信息。这有助于验证工具执行这些细胞的自动连接和处理他们的腐败。有时,这些连接提供明确通过connect_supply_net UPF值门电路级UPF的命令。与RTL相比,现在网表的实际实现模型模拟。

设计师使用各种方法来执行门电路级力量知道模拟。一种方法是吐出一个新的UPF值门电路级网表后低功耗RTL验证,但这种方法并不可靠,因为门电路级UPF值可能不是相当于RTL UPF值,由于合成工具问题和UPF值解释。同时,设计师需要做等价性检查两趟车。

一些实现工具提出另一种方法是金RTL UPF值并生成附加信息(根据配置文件或一个新的UPF值文件)门电路级模拟。这种方法最大限度地减少合成工具的缺陷风险但仍然并不给设计师更多的信心。最受欢迎的方法是重用的RTL UPF值门电路级模拟。

可重用的好处UPF值
有很多的好处,重用的UPF值写RTL门口的模拟级别。最重要的好处如下:

简洁大方:RTL UPF值非常简洁,简单阅读。写在RTL设计本身的主要原因是,它简洁而门电路级网表。另一个原因是,当插入节能电池,用户不需要实例化一个接一个,他们可以简单地编写一个政策来实例化多个单元。用户可以把他们的评论为更好的可读性和维护UPF值文件。所有这些好处都是失去了如果UPF值是由一个工具。

工具相关的更改保存:用户可能已经做了工具各种供应商的具体变化。这是必需的,因为UPF仍然在发展,因此,尽管IEEE标准,解释各种UPF命令/供应商各地有不同的概念。用户可能也做工具相关的变化,因为他们想使用相同的UPF值结构检查工具和仿真工具。

要求的逻辑等价就被消除了:如果一个用户正在处理一个门口的UPF值水平以及RTL,那么就没有要求做逻辑等价UPF值;但如果情况并非如此,那么他们需要做等价性检查以确定他们的门电路级UPF值实际上是相同的实现他们的RTL UPF值。

对UPF值仍然完好无损:今天的设计师做的报道UPF对象并将其保存到实现覆盖关闭。如果完整的UPF值变化门电路级网表,然后他们必须重复这个步骤在新UPF值并将结果返回给合并实现覆盖关闭。

相关权力的差异了解RTL和门电路级仿真网表
RTL和门电路级仿真是两个非常不同的网表。RTL在本质上是抽象的,主要由总是和分配块。门电路级仿真更接近硅和主要由细胞和盖茨。尽管逻辑的意图都是相同的,语言风格是不同的。在门电路级模拟中,没有产生或向量,一切都被夷为平地。

在RTL低功耗模拟中,逻辑的意图是指定的RTL网表和权力意图的UPF值指定。仿真工具做低功耗验证叠加权力意图UPF值指定的文件在RTL网表的逻辑的意图。所有的权力意识活动——腐败、隔离、保留——通过使用虚拟细胞低功耗。RTL网表不以任何方式修改。这使用户能够重用相同的逻辑设计与不同的意图。在合成阶段,UPF值文件也通过与RTL网表。合成工具推断中指定的低功耗行为UPF值并添加以下细胞低功耗设计:

• 孤立的细胞信号跨越电力领域
• 水平换档器信号交叉电压域
• 更换所有与保留指定失败,失败

门电路级仿真网表不仅逻辑内容还有一些权力意图。在门电路级低功耗模拟验证不需要添加虚拟细胞对权力的活动。他们已经出现在设计和只需要上下权力行为低功率验证。

门电路级仿真网表由细胞有自己的权力/时间规范。这些规范是由自由提供文件和他们应遵循全面正确的细胞的行为。对低功率门电路级仿真验证这些自由规范连同UPF值叠加在门电路级仿真网表。

挑战时重用UPF值
简单,当重用RTL门电路级的各种问题:

设计元素是门电路级模拟网络列表中被夷为平地。信号和实例称为在RTL UPF时可能需要更改应用于模拟门电路级网表。

的状态元素信号注册/逻辑/ std_logic RTL的现在改为实例实现保留/状态的行为。所以引用他们的UPF值可能需要被改变。

隔离/电平位移器/转发器细胞实际上网表的一部分,因此相应的策略不是很有意义的。此外,合成工具可能做夜总会的优化隔离和电平位移器细胞创造一个温馨的细胞。

额外的缓冲/不间断细胞/引线插入在设计的道路上,他们可能是一个孤立的细胞。这可能的源/汇行为的变化,细胞隔离。

仿真工具需要推断这些现有的低功率电池和用于模拟而不是插入自己的细胞。细胞推论需要智慧和可能需要额外的信息通过自由文件或高密度脂蛋白属性。

权力规范出现在自由文件可能不同于UPF值规范。腐败是由语义power_down_functions在RTL阶段不存在。

由于这些差异,编写可重用的UPF值需要深刻理解UPF值和各种不同的两个网表。

编写可重用的UPF值
指定任何向量信号UPF值:一个矢量信号“A”由一个发生在UPF值可以被称为‘一个’或多次出现[0],[1],[2]。总是更好的选择列表在UPF值每一点,尽管它使UPF繁琐,但它会帮助门电路级仿真验证。门级仿真结果中存在记住,信号会被夷为平地\ [0],\ [1]…。所以写位操作方式将UPF值与门电路级模拟一致。

Hier-path范围不同:有时信号被改变的范围当翻译到门级。例如,在下面的代码中,失败的范围从dft_inst srpg_flp1更改其生成范围。我们找不到任何简单或LRM兼容的方式来解决这个矛盾。我们的建议是写门电路级UPF值中的元素形式。EDA供应商支持UPF的一些用门电路级形式应用在RTL通过更多的智能处理。

Hier-path分隔符”。“生成层次结构:包含生成hier-path需要编写使用“/”hier-path分离器的UPF LRM,但当RTL扁平的网表,生成名称陷入孩子实例名。所以hier-path实例的RTL“结核病/ /创[0]/ mid_inst”将“结核病/高级/ \创[0]。mid_inst门级仿真结果中存在”。所以它总是更好的选择将生成层次结构”。”而不是“/”,尽管它不是LRM兼容。我们希望看到”。“允许UPF LRM,就像“/”。

尽可能使用find_object命令,因为find_object命令支持wildcard-based搜索,也因此小名字改变门电路级模拟RTL UPF的不会是一个问题。

在RTL阶段,所有的细胞没有出现在设计。只有UPF值中定义的策略和工具自动插入和权力。但在门电路级网表,细胞已经出现在网表和工具需要连接的正常供应别针。保留的情况下,保留失败被表示为一个信号在门口的RTL变成一个实例名的水平。适当的pg-pin连接这些细胞的工具需要将他们与正确的策略。

为了缓解工具的工作,我们建议以下之一:

如果设计师已经知道实际实现细胞的名称中使用门电路级模拟,但没有实际的细胞,那么他们应该指定额外的UPF命令map_ * / use_interface_cell指定“-lib_cells”选项。这将有助于门电路级仿真工具来识别和正确的细胞联系起来。

如果实际的实现模型可用在RTL模拟本身,然后使用这些map_ *命令的“-lib_model_name”选项来模拟在RTL实现模型本身。

您还需要指定的信号/端口策略被应用。隔离和水平换档杆,不可能在第一次去单独列出这些信号,因为写这些策略作为源/汇是简单,简洁,更相关。相同的源/汇会碎的门电路级网表,因为额外的缓冲区,怡安和其他元素在实际的源/汇路径。所以我们建议一旦RTL UPF验证与源/汇,UPF值策略更改每个信号的基础上辅助工具的内部报告或通过使用save_upf方法。指定在每个信号的基础上保留元素set_retention策略帮助很大,因为连续的元素在RTL表示为信号会转化为保留细胞实例。

供应细胞隔离/ level_shifter / ELS的连接
门电路级仿真网表,一个隔离/电平位移器/ ELS电池可以双重铁路或单一的铁路。双轨道,细胞也主要作为备份电源连接;然而在RTL阶段这是不可能的,因为它是用隔离策略的工具插入细胞力量作为单独的电源。这种差异会导致门级和RTL仿真结果中存在不匹配,因为腐败这些细胞是由不同的电源两个阶段。

不幸的UPF值没有提供任何方法来指定双重连接,也没有指定以非正常的方式来定义细胞,大多multi-rail细胞。这些细胞的双重铁路主要是他们的源和汇权力rails。所以在RTL阶段获取信息的源/汇电力领域将有助于减轻由于多个rails中遇到的问题。趟车确实提供了UPF值泛型的概念来访问这类信息。有些供应商已经进一步加强这些泛型来访问隔离/电平位移器和水槽供应来源。这些仿制药可以进一步用于bind_checker写相关检查门电路级场景捕捉RTL UPF值本身。

下面是一个例子,如何写一个RTL UPF值,门电路级隔离细胞产生的问题由于隔离使不活跃在源域。

foreach ISO_STTG (query_isolation *域PD)设置query_output [query_isolation $ ISO_STTG域PD细节)。数组设置isolation_detail[加入query_output美元]设置src_pwr_port[列表src_pwr isolation_detail美元(upf_source_domain_pwr)]设置src_gnd_port[列表sink_pwr isolation_details美元(upf_source_domain_gnd)]…集ports_list {…src_pwr_port src_gnd_port美元}bind_checker美元instance_name \模块checker_isolation \元素元素港口port_list美元…

在这个例子中,upf_generics“upf_source_domain_pwr”/“upf_sink_domain_pwr”是用于提取源电力和地面铁路每细胞隔离。最后这些rails作为港口通过bind_checker传递命令用于检查程序模块“checker_isolation”。

结论
迁移从RTL门电路级低功耗验证需要以下:

1. UPF值应该用这样一种方式,它仍然是可用的和有效的门电路级模拟
2. 仿真工具需要做一些额外的以及放松处理同一趟车的门级仿真结果中存在的工作

• 宽大的UPF值语义检查
• 使用自由文件丢失权力规范
• 提高设计元素的搜索条件搜索路径夷为平地
• 自动推测细胞避免重复插入低功率细胞和适当的连接现有的细胞

3. UPF值需要一些增强的过程从RTL过渡到门电路级模拟无缝和容易

• 灵活地选择路径分隔符。目前是“/”,但由于合成的要求还应该允许“。”
• 构建指定ELS)细胞
• UPF值泛型指定隔离/权力和水槽电平位移器电源
• 规则明确意识到电池的连接non-pg连接网表

这种新方法使得工程师更容易写RTL UPF值这期间所需的最小变化门电路级验证。

有关更多信息,请下载我们的白皮书,低功率应用:塑造未来的低功率验证。

Durgesh普拉萨德是一个低功率UPF专家导师,西门子的业务有超过11年的经验。他拥有计算机科学与工程学士学位IIT, BHU。他也是一个IEEE低功率工作小组的成员。

Jitesh邦萨尔与导师领导成员咨询人员,西门子业务和拥有超过7年的节能经验验证。他领导低功率,验证解决方案的发展。他拥有一个学士学位从旁遮普工程学院电子与电气工程,昌迪加尔。

玛德Bhargava属于导师的咨询人员,西门子的业务和拥有超过8年的经验在低功率验证和技术。他拥有一个学士学位从德里工程学院电子与通信工程,印度。他也是一个活跃的工作组成员UPF值。