基于PTPX的平均功耗分析流程（step by step）

来自微信公众号 “数字芯片实验室”

PrimeTime PX支持两种功耗分析模式： averaged mode和time-based mode。在EDA工具的安装目录底下包含了这两种模式的Lab教程和相关设计文件。

本文将一步步地展示如何使用PTPX和这些Lab文件执行功耗分析

Step1: 首先找到PrimeTime的安装目录，和相应的Lab文件

which primetime
/opt/Synopsys/PrimeTime2015/bin/primetime
pwd
/opt/Synopsys/PrimeTime2015/doc/pt/tutpx
ls
averaged PrimeTime_PX_Tutorials.pdf sim  src  syn time_based

可以发现Lab提供了所有设计数据，以及相应的仿真和综合脚本。用户有兴趣可以自行完成设计仿真和综合工作，本文仅展示PTPX功耗分析相关。

Step2: 设置功耗分析模式

set power_enable_analysis TRUE
set power_analysis_mode averaged

Step3: read&link设计

set search_path "../src/hdl/gate ../src/lib/snps . "
set link_library " * core_typ.db"
read_verilog mac.vg
current_design mac
link

完成netlist（mac.vg）和工艺库（core\_typ.db）之间的link工作。netlist中描述了大量的std cell的例化，工艺库中建模了各个std cell的internal power和leakage power

Step4: 读sdc，反标寄生参数

read_sdc ../src/hdl/gate/mac.sdc
set_disable_timing [get_lib_pins ssc_core_typ/*/G]
read_parasitics ../src/annotate/mac.spef.gz

sdc指定了设计的驱动单元，用以计算输入的transitiontime。寄生参数是影响动态功耗的因素之一，反标寄生参数文件能够提高功耗分析的准确性。

Step5: check timing, update timing和report timing

check_timing
update_timing
report_timing

在之前的文章提到过，在改变设计约束时，需要check timing，设计需求的准确描述很重要。时序违例，功耗分析也没有意义。

Step6: 读入开关活动文件

read_vcd -strip_path tb/macinst ../sim/vcd.dump.gz
report_switching_activity -list_not_annotated

设计相关环境和输入描述地越多，功耗分析越准确。开关活动文件可以以vcd或者saif的格式。如果不指定开关活动文件，ptpx就会采用默认的开关活动行为，降低功耗分析的准确性。

Step7: 执行功耗分析

check_power
update_power
report_power -hierarchy
quit

下面是读入不同开关活动文件进行的功耗分析：

读入saif文件

read_saif "../sim/mac.saif"-strip_path "tb/macinst"

功耗报告

Int      Switch  Leak      Total
Power    Power   Power     Power    %
-----------------------------------------------
2.10e-03 1.55e-03 2.59e-07  3.65e-03  100.0

读入vcd文件

read_vcd "../sim/vcd.dump.gz"-strip_path "tb/macinst"

功耗分析

 Net Switching Power  = 1.549e-03   (41.00%)
 Cell Internal Power  = 2.229e-03   (58.99%)
 Cell Leakage Power   = 2.594e-07   ( 0.01%)
                         ---------
Total Power            = 3.778e-03  (100.00%)

不读入开关活动文件

功耗分析

Int      Switch     Leak        Total
Power    Power      Power       Power    %
--------------------------------------------------------------------------------
1.42e-03  6.57e-04  2.59e-07   2.08e-03  100.0

我们可以发现，以saif文件功耗为基准，各个类型的功耗差异分别为：

                      saif文件       vcd文件    不读入开关活动文件
 internal power    2.10e-03       2.229e-03(6.1%)    1.42e-03(32.4%)
 switch power      1.55e-03       1.549e-03(0.06%)   6.57e-04(57.6%)
 dynamic power     3.65e-03       3.778e-03(3.5%)    2.08e-03(43.0%)
 leakage power     2.59e-07       2.594e-07(0.15%)    2.59e-07(0%)

所以，如果你不读入任何开关活动文件进行功耗分析，你可能需要接受非常大的动态功耗误差！

本文转载自公众号：芯片数字实验室
原文链接：https://mp.weixin.qq.com/s/n48VQZ3Q3CuhkwLlPA7yZw
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