PTPX Power Analysis Flow

PrimeTime PX工具是PrimeTime工具内的一个feature。

PTPX的功耗分析，可以报告出chip，block，cell的各个level的功耗。

使用PTPX可以分析的功耗的方式：

1)Average power analysis，支持activity的propagation方式，主要用在项目早期做评估。

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

2)Time-based power analysis，通过event-drived算法来统计功耗。

主要用在项目signoff时候，加入IR-drop的分析。

 

电路中的功耗：

1)Leakage power，电路处在inactive或者static时的功耗。

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

                                            diffusion layers和substrate之间的current leak。

这种leakage是state和voltage dependent。

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

                                     主要由gate oxide thickness和voltage来决定。

 

2)Dynamic Power，电路处在active模式下的功耗。即使在output不改变的情况下，输入也可能由于transition带来功耗。

Internal Power，包括内部电路冲放电的功耗和short circuit的功耗。对于fast transition times，short-circuit比较低。

                                                                                         对于slow transition times，short-circuit比较高。

Switching Power，cell的output的电容冲放电。

 

set_power_derate：用来设置某个design，cell，library cell，hierarchical，leaf cell的power的百分比。

report_power_derate

 

PTPX可以将某个design的power data放在一个power model中，通过extract_model -power来得到这个model，

可以通过在设计中例化的方式，来加快chip_level的power analysis的进度。(生成格式为.lib文件)

针对gate_level的design，PTPX会生成一个带clock pin的power model，可以用在分析一个复杂macro cell的功耗。

 

Power Analysis input：

logic library，包含timing和power信息，支持NLPM和CCS类型的library。

Gate_level netlist，支持verilog，VHDL，systemverilog格式。

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

Activity，VCD/SAIF，default，user_defined。

net parasitic，SPEF文件，包含net RC参数。

 

1)set power_enable_analysis 为true。

2)读入verilog，VHDL，db，ddc等格式的netlist，logic library为db格式。

3)读入SPEF文件，包含WLD定义，以及sdf文件，包含glitch。

4)set_operating_conditions设置PVT。

5)针对某些fanout比较高的net(clock reset)，设置power_limit_extrapolation_range。

6)当timing data还没有update的时候，PTPX会自动首先进行timing analysis，也可以通过update_timing来显式调用。

7)check_power检查潜在的功耗计算问题，默认有out_of_table_range和missing_table检查。

8)设置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等波形从RTL中得到，还需要一个mapping文件来进行波形与netlist之间匹配。

10)update power开始进行power analysis的分析。

11)report power打出power report。

time_base的报告比average报告多出以下几项。

12)最后通过save_session和restore_session来保存以及提取session。