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[IC設計]淺談power analysis,leakage power、internal power、switching power

更新日期:2019年12月14日

power 分析在電路 design 前期和後期都是相當重要的

不管是前期使用 power gating 直接將閒置的電路直接關掉

或是後期避免過多 DFF 同時 toggle 造成 IR-drop

這些都是重要的議題

在本篇將會討論使用在 PTPX 在前端分析下所需要注意的幾種 power 功耗類型



基本上 total power = static power + dynamic power

如下圖標示出的三種消耗

power type

首先,static power 就是所謂的 leakage power (漏電流功耗)

也就是只和 cell db、lib 文件有關

即漏電功耗和本身工藝特性相關

為 source-gate-drain 最基本的導通消耗

與實體半導體元件還有電源的電壓大小有關

第二,dynamic power = internal power + switching power

switching power 就是 DFF 開關的時候所發生的充放電消耗

internal power 即短路功耗(short-cut power),即上下 PMOS 和 NMOS 同時導通時的功耗

當物理上 cell 驅動 transition time 很差的時候,會導致 chip 的 internal power 有異樣



在下表中

power analysis 分成三種階段

從 RTL 階段到 Full-timing gate-level 不同時期波形的功耗分析

Comparing Methods of capturing

RTL 階段的分析時間最快速

當然也就最不準

加上 timing 資訊後的波形會大幅提升分析的時間

越接近後端階段的波形會讓power分析更加準確

有的時候要做取捨


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