低功耗設(shè)計詳解（UPF編碼篇）

什么是低功耗設(shè)計呢？對于后端工程 師來講，在物理實現(xiàn)方面就是引入多條電源線，并且根據(jù)設(shè)置電壓域的不同/設(shè)計制定的全局電源網(wǎng)絡(luò)的 不同，對不同PD進行常開/關(guān)斷式的供電，為了解決實現(xiàn)多電源/多電壓域的電源網(wǎng)絡(luò)供電過程中可能會 觸發(fā)的問題，需要引入低功耗單元。

對于簡單的電壓域設(shè)計，ICer們可以手動global connect后再 detail route，也不需要注意低功耗單元擺放的合理性/孤島的設(shè)置。但是復(fù)雜的電源網(wǎng)絡(luò)的話，ICer就 需要引入Power Intent文件，例如CPF（Common Power format），UPF（Unified Power format)來實現(xiàn)復(fù)雜多電壓域設(shè)計，電壓域的關(guān)斷，甚至是動態(tài)電壓調(diào)節(jié)DVFS來控制實現(xiàn)各個電壓域電壓的變化。

實際上UPF重點是在描述定義芯片功耗架構(gòu)（比如電壓源的定義，power state的定義，低功耗單 元ISO，MTCMOS（PSW），LVL，ELS單元的連接關(guān)系，供電關(guān)系以及布局信息），UPF 文件和SDC 文件一樣，有自己的書寫風(fēng)格，實際上UPF早就被認定為標(biāo)準(zhǔn)協(xié)議，做過低功耗設(shè)計的后端工程師應(yīng)該 知道，在innovus內(nèi)在吃入UPF3.0的時候，文件名并不叫UPF，而叫IEEE1801，下圖是UPF的使用標(biāo)準(zhǔn)，可以看到為IEEE 低功耗設(shè)計標(biāo)準(zhǔn)，其中包括UPF的指令的man page以及使用的注意事項。

UPF編碼基礎(chǔ)（內(nèi)容：電源網(wǎng)絡(luò)定義，多電壓域設(shè)計，低功耗模式，低功耗單元規(guī)則（rules)，芯 片邊緣供電定義，IP供電描述）

實際上UPF貫穿整個中后端設(shè)計，不同的電壓域，里面的lib_cell用的對應(yīng)library庫（包含各種.lib 的總庫)也不一樣，比如1.0V用1.0V的library，2.0V用2.0的library庫。綜合中一般加ISO，ICG， LEVELSHEIFTER，而SWITCH_cell（MTCMOS四PIN的串鏈）在物理設(shè)計里面加。同時值得注意 的是，一般低功耗單元都是加在powerdomain的boundry邊緣處，但是如果有些低功耗的單元 （iso,level shifter)是加在marco的pin上面的時候,就不能放在電壓域boundry處。CLP驗證主要 驗證UPF架構(gòu)（就那些內(nèi)容）寫的對不對，通過Cadence家的conformal工具實現(xiàn)，Tempus和 Voltus是Cadence的PT和PI的signoff工具。

UPF電源網(wǎng)絡(luò)定義 supply net

UPF電源網(wǎng)絡(luò)定義 supply set

圖為PD1的supply set包含內(nèi)給element供電的primary power,給iso和retention供電的常開pg net）。

到這里，小編已經(jīng)介紹完了UPF編碼的大概內(nèi)容以及UPF在后端的應(yīng)用流程，同時也介紹了 supply_net以及supply_set兩個重要的UPF create命令。下次小編將會以一個多PD的module的 UPF為例，詳細解釋并一步一步講解UPF的書寫規(guī)則，讓手寫UPF低功耗文件不再是難事，各位 ICer也能通過UPF給自身項目模塊進行電源網(wǎng)絡(luò)，電壓域供電規(guī)劃。