PTPX Power Analysis Flow

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PrimeTime PX工具是PrimeTime工具內的一個feature。

PTPX的功耗分析，可以報告出chip，block，cell的各個level的功耗。

使用PTPX可以分析的功耗的方式：

1)Average power analysis，支援activity的propagation方式，主要用在項目早期做評估。

可以是defaults，user_defined，derived from HDL simulation的switching檔案。

2)Time-based power analysis，通過event-drived演算法來統計功耗。

主要用在項目signoff時候，加入IR-drop的分析。

 

電路中的功耗：

1)Leakage power，電路處在inactive或者static時的功耗。

Intrinsic Leakage power，主要是source-to-drain subthreshold leakage。

                                            diffusion layers和substrate之間的current leak。

這種leakage是state和voltage dependent。

Gate Leakage Power，leakage的主要來源，有source to gate和gate to drain的power。

                                     主要由gate oxide thickness和voltage來決定。

 

2)Dynamic Power，電路處在active模式下的功耗。即使在output不改變的情況下，輸入也可能由於transition帶來功耗。

Internal Power，包括內部電路沖放電的功耗和short circuit的功耗。對於fast transition times，short-circuit比較低。

                                                                                         對於slow transition times，short-circuit比較高。

Switching Power，cell的output的電容沖放電。

 

set_power_derate：用來設定某個design，cell，library cell，hierarchical，leaf cell的power的百分比。

report_power_derate

 

PTPX可以將某個design的power data放在一個power model中，通過extract_model -power來得到這個model，

可以通過在設計中例化的方式，來加快chip_level的power analysis的進度。(產生格式為.lib檔案)

針對gate_level的design，PTPX會產生一個帶clock pin的power model，可以用在分析一個複雜macro cell的功耗。

 

Power Analysis input：

logic library，包含timing和power資訊，支援NLPM和CCS類型的library。

Gate_level netlist，支援verilog，VHDL，systemverilog格式。

Design constraints，計算primary input的transition time和define clock。

Activity，VCD/SAIF，default，user_defined。

net parasitic，SPEF檔案，包含net RC參數。

 

1)set power_enable_analysis 為true。

2)讀入verilog，VHDL，db，ddc等格式的netlist，logic library為db格式。

3)讀入SPEF檔案，包含WLD定義，以及sdf檔案，包含glitch。

4)set_operating_conditions設定PVT。

5)針對某些fanout比較高的net(clock reset)，設定power_limit_extrapolation_range。

6)當timing data還沒有update的時候，PTPX會自動首先進行timing analysis，也可以通過update_timing來顯式調用。

7)check_power檢查潛在的功耗計算問題，預設有out_of_table_range和missing_table檢查。

8)設定power analysis的模式，set_app_var power_analysis_mode average | time_based。

9)指定switching activity data，主要有set_switching_activity，set_case_analysis。

   read_vcd -time(加入time window)/-when(Boolean condition)。

   如果vcd等波形從RTL中得到，還需要一個mapping檔案來進行波形與netlist之間匹配。

10)update power開始進行power analysis的分析。

11)report power打出power report。

time_base的報告比average報告多出以下幾項。

12)最後通過save_session和restore_session來儲存以及提取session。

PTPX Power Analysis Flow