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精确估算SoC设计动态功率的新方法分析
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2017-11-28
陶锦清
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通过省去基于文件的流程，新工具可提供完整的 RTL 功率探测和精确的门级功率分析流程。
在最近发布的一篇文章中，笔者强调了当前动态功耗估算方法的内在局限性。简单来说，当前的方法是一个基于文件的流程，其中包括两个步骤。第一步，软件模拟器或硬件仿真器会在一个交换格式 （SAIF） 文件中跟踪并累积整个运行过程中的翻转活动，或在快速信号数据库 （FSDB） 文件中按周期记录每个信号的翻转活动。第二步，使用一个馈入 SAIF 文件的功率估算工具计算整个电路的平均功耗，或使用 FSDB 文件计算设计时间和空间内的峰值功率（见图 1）。
图 1. 传统的功率分析根植于基于文件的两步法。
当被测设计 （DUT） 相对较小（约数百万门或更少），且分析周期较短（不超过百万个时钟周期），这些方法可能行得通。上述时间窗口常见于自适应性功能验证环境。
然而，如今的大型 SoC 设计具有数千万或数亿个门来执行嵌入式软件（比如，启动一个操作系统或运行需要数十亿个周期的应用程序），若使用传统方法就会面临以下三大难题：
1. SAIF 文件将变得太过庞大而无法管理，FSDB 文件则更是如此。
2. 文件生成过程慢如蜗牛，短则数小时，长则超过 1 天。
文件加载到功率估算工具的速度也相当缓慢，少则几天，多则超过 1 周。
这一切似乎注定了无法成功。
这一状况随着 Mentor Graphics 在 2015 年 5 月 27 日发布 Veloce 功耗应用程序而发生了改变，这款软件包带有 Veloce 活动图和 Dynamic Read Waveform 应用程序编程接口 （API），接口位于 Veloce OS3 顶部（见图 2）。
图 2. 操作系统可保护任何应用程序不受下层硬件仿真器的干扰。
在最近发布的一篇文章中，笔者强调了当前动态功耗估算方法的内在局限性。简单来说，当前的方法是一个基于文件的流程，其中包括两个步骤。第一步，软件模拟器或硬件仿真器会在一个交换格式 （SAIF） 文件中跟踪并累积整个运行过程中的翻转活动，或在快速信号数据库 （FSDB） 文件中按周期记录每个信号的翻转活动。第二步，使用一个馈入 SAIF 文件的功率估算工具计算整个电路的平均功耗，或使用 FSDB 文件计算设计时间和空间内的峰值功率（见图 1）。
图 1. 传统的功率分析根植于基于文件的两步法。
当被测设计 （DUT） 相对较小（约数百万门或更少），且分析周期较短（不超过百万个时钟周期），这些方法可能行得通。上述时间窗口常见于自适应性功能验证环境。
然而，如今的大型 SoC 设计具有数千万或数亿个门来执行嵌入式软件（比如，启动一个操作系统或运行需要数十亿个周期的应用程序），若使用传统方法就会面临以下三大难题：
1. SAIF 文件将变得太过庞大而无法管理，FSDB 文件则更是如此。
2. 文件生成过程慢如蜗牛，短则数小时，长则超过 1 天。
文件加载到功率估算工具的速度也相当缓慢，少则几天，多则超过 1 周。
这一切似乎注定了无法成功。
这一状况随着 Mentor Graphics 在 2015 年 5 月 27 日发布 Veloce 功耗应用程序而发生了改变，这款软件包带有 Veloce 活动图和 Dynamic Read Waveform 应用程序编程接口 （API），接口位于 Veloce OS3 顶部（见图 2）。
图 2. 操作系统可保护任何应用程序不受下层硬件仿真器的干扰。
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