Conformal low power-1.概述

概述

设计师们越来越期望更长的电池寿命和更高的性能。由于漏电流的增加，使用90纳米及更小工艺节点制造的设备在不使用时的功耗与使用时相同。设计师们可以针对漏电流和动态功耗进行优化，这可以减少能源使用并降低冷却和封装成本。额外的高级低功耗方法提供了进一步的电力节省，但显著增加了验证过程的复杂性。

Encounter® Conformal® 低功耗软件能够在设计过程的早期使用形式化技术（而非仿真）验证这些低功耗设计技术的正确的实现，并验证硅片。它还减少了在产品上市前通常被遗漏的错误的风险。Conformal Low Power 是业界唯一提供全芯片低功耗功能验证的解决方案。

Conformal Low Power 接受具有或不具有明确电源或地线的RTL/门级网络列表，并接受用户定义的电源引脚、电源域、电源开关、电平转换单元、隔离单元和状态保持单元。

注意：本手册主要描述CPF流程。有关1801相关支持，请参阅第7章，“运行Conformal Low Power 1801流程”。

访问在线帮助和文档

启动Cadence帮助

在线文档系统称为Cadence Help。

从主GUI，点击帮助菜单项，然后导航到您希望查看的文档的HTML版本。这将打开Cadence Help。

一些GUI窗口还有一个帮助按钮，将启动Cadence Help。

获取Cadence帮助的帮助

启动Cadence帮助后，按F1或选择帮助 - 目录以显示Cadence帮助的帮助页面。

获取运行工具的命令帮助

可以通过输入工具或实用程序名称后跟 `-help` 选项来显示任何工具和实用程序的选项列表，如下所示：

% tool_name -help

示例：

% ccd -help

获取命令和消息的帮助

使用不带任何选项的 `MAN` 命令列出所有可用的命令。但是，要查看特定命令的帮助信息，请使用以下命令：

- `command_name` — 要查看特定命令的用法，请输入 `MAN` 命令后跟命令名称。例如：

man read design

- `-verbose` — 要查看特定命令的扩展信息，请输入 `MAN` 命令，后跟命令名称和 `-verbose` 选项。例如：

man read design -verbose

- `message_name` — 要查看特定规则检查消息的帮助，请输入 `MAN` 命令后跟消息名称。例如：

man f10

有关 `MAN` 命令的更多信息，请在工具内使用以下命令：

%man man

搜索帮助数据库中指定的字符串

`SEARCH` 命令在帮助数据库中搜索命令和选项，以匹配您指定的字符串。包括 `-usage` 选项以显示命令及其选项。

使用帮助菜单

可以使用帮助菜单获取有关命令、许可证、文档和 Cadence 支持的更多信息。

从命令窗口获取帮助

许多命令窗口中都有一个帮助按钮。与主窗口上的帮助按钮不同，当您在命令窗口中左键点击帮助按钮时，Conformal软件会自动执行帮助 - 命令，并在命令帮助窗口中显示相关命令的信息。

访问用户文档

请按照以下步骤查看用户指南和参考手册：

1. 点击菜单栏最右端的“帮助”下拉菜单。

2. 点击《书名》(pdf)或《书名》(html)。

PDF阅读器启动并显示书籍的PDF版本。或者，Cadence帮助启动HTML版本。如果选择HTML版本，将通过Cadence帮助访问文档集中的所有其他书籍。

注意：必须有一个PDF阅读器才能访问文档。要下载Adobe Acrobat Reader的当前版本，请访问以下网页：

http://www.adobe.com/support/downloads/main.html

访问产品信息

请按照以下步骤显示Cadence公司的标志、产品版本号和日期、邮寄地址、电话和传真号码以及网页和电子邮件地址。

1. 点击菜单栏最右端的“帮助”下拉菜单。

2. 点击“关于”。

访问许可证信息

从主窗口的“帮助”下拉菜单中，点击“许可证”以查看有关所有已安装的Conformal软件许可证的信息。报告出现在“转录”窗口中，包括诸如当前用户、特性和到期日期等信息。

您也可以使用LICENSE命令来查看当前的许可证状态。许可证的当前状态出现在转录输出中。

附加学习资源

Cadence提供了以下关于Conformal Low Power的培训课程：

■ 使用Conformal进行低功耗验证

电源感知等效性检查

Conformal Low Power等效性检查为低功耗实现的RTL设计到放置和布线网络列表提供了高级等效性检查。

下表列出了每个验证阶段执行的电源感知等效性检查（yes=执行；no=未执行）。

更多的信息，请参考第2章

低功耗扩展检查

Conformal Low Power的扩展检查执行以下操作：

- 库一致性检查

- 电源意图质量检查

- 结构检查

- 用户定义的基于规则的检查

- 功能检查

- 电源感知电路分析检查

Conformal Low Power的扩展检查还提供了一个电源意图开发环境（PIA）。用户可以使用此环境创建/修改低功耗单元库和设计电源意图。

逻辑和物理网络列表

Conformal Low Power逻辑网络列表检查适用于没有电源和地连接的网络列表。它检查电平转换器的位置和隔离单元的类型及位置。Conformal Low Power物理网络列表检查适用于有电源和地连接的网络列表。它完成电平转换器、隔离单元和状态保持单元的检查。

更多信息，请参见第4章“逻辑网络列表检查”和第5章“物理网络列表检查”。

结构检查

结构检查是指我们仅通过查看连接性并通过简单的反相器和缓冲器门进行遍历所能做的任何事情。结构检查不分析任何逻辑来进行检查。

- ISO7检查标记了在可切换与不可切换域之间缺少隔离的问题

- 没有电源域或有多个电源域的原语（数据或设置问题）

- 没有驱动器的网络

- 明显的冗余隔离（在两个不可切换域之间）

- 电源端口未连接到电源域

- 电源和地域短路

- 电源和电源域短路

- 电平转换器电源端口连接错误（连接到错误的电压）

- 隔离单元电源端口连接（不是基于接收器的正确域）

- 电源开关单元端口检查

在以下示例中，工具发现电平转换器电源路由错误以及网络Err_net上缺少的电平转换器：

基于规则的检查

可以通过定义检查隔离和状态保持单元的有效规则来指定期望隔离或保持的实现方式。

在以下示例中，工具发现三个错误：

- 交叉点c1的隔离类型是高电平，而它应该是低电平。

- 交叉点c2的隔离控制极性不正确。

- 交叉点c4没有隔离。

CPF隔离插入规则：

create_isolation_rule \

-from Dom1-to Dom2 \

-isolation_condition xc/Iso \

-isolation_type low

电路分析检查

Conformal Low Power的扩展检查包括以下电源感知的电路分析检查：

- 钳位二极管检查

- 开路源输入检查（需要GXL许可证）

- 切换体连接检查（需要GXL许可证）

- 衬底偏置连接检查（需要GXL许可证）

以下图表展示了一些电源感知的电路分析检查的示例。

通用电源格式（CPF）

通用电源格式（CPF）旨在通过使设计者能够为高级电源管理技术捕获其意图，来解决当前设计自动化工具流程的限制。CPF提供了支持，可以将所有设计与技术相关的电源约束捕获在单个文件格式中，以供在整个RTL到GDSII设计流程中使用，包括验证、验证、综合、测试、物理实现和签核分析。

通过CPF基础设施支持实现的自动化将是应对行业面临的日益增长的电源管理设计挑战的答案。CPF的引入及其支持将为设计者带来生产力的提高和硅片质量的改善，而无需对当前传统的RTL进行任何更改。

有关通用电源格式（CPF）的更多信息，请参见以下文档：

- 通用电源格式语言参考

可以从主Conformal窗口通过选择“帮助” - “CPF参考手册”来打开它。

- 通用电源格式用户指南

可以从主Conformal窗口通过选择“帮助” - “CPF用户指南”来打开它。

低功耗概念

时钟门控

时钟门控是指接收来自时钟门控触发器和寄存器的信号的逻辑不切换。这样不消耗动态功率。时钟门控最小化了切换。在许多设计中，数据不经常加载到寄存器中，但时钟信号在每个时钟周期继续切换，通常驱动一个较大的电容负载。通过识别寄存器何时处于非活动状态，并在这些期间禁用时钟，可以节省大量功率。

二极管钳位

电源钳位单元

电源钳位单元通过数据信号到电源网络具有一个二极管连接，如下所示的图表：

当输入信号的电压上升超过电源电压VDD加上阈值电压Vth时，二极管就会导通，从而将信号电压钳位在VDD+Vth。

地钳位单元

地钳位单元具有从地网络到数据信号的二极管连接，如下所示的图表所示：

如果输入信号电压下降到 -Vth 以下，二极管就会导通，从而将信号电压钳位在 -Vth。

电源和地钳位单元

具有到电源和地网络的二极管连接的钳位单元，如下所示的图表，可以对数据信号上的高低电压都进行钳位。任何高于 VDD + Vth 的电压都会被钳位到 VDD + Vth，低于 -Vth 的电压则被钳位到 -Vth。

二极管钳位单元保护实例 i0 的数据输入引脚 A 免受静电放电（ESD）的损害，同时也防止信号网上的电压过冲和欠冲。

动态功耗

动态功耗是在门电路转换时，电源和地之间的瞬态短路连接以及在充电或放电内部和网络电容时消耗的开关功耗。

隔离(Isolation)

隔离是一种电源管理技术，它防止关闭的模块的未驱动输出在活动模块中引起电气问题。有源隔离为活动逻辑提供驱动值，将逻辑单元输入设置为一个级别，使得所有其他输入变为无关紧要，即其他数据输入的电压水平对内部网络或输出没有任何影响。如果非活动逻辑没有被隔离，会发生严重问题。

电平转换(level shift)

电平转换是一种将信号从一个电压值传输到更高或更低电压值的技术。电平转换器是一种用作跨电压域信号的边界的单元。从低到高的电压跨越总是需要电平转换器，以防止异常的高功耗。通常使用由较高电压供电的缓冲器作为电平转换器，用于从高到低电压域的跨越。如果信号在没有适当的电平转换的情况下从低电压域到高电压域，会发生严重问题。