Isolation
Isolation:当一条net 的driver 在shutoff power domain 而load 在more on power domain 时,该net 在跨power domain 时就需要插入isolation cell. 以保证在shutoff power domain 断电时,more on power domain 的输入被钳位到一个固定电压值而不是一个不定态。Isolation cell 在逻辑功能上可能是『二输入与』也可能是『二输入或』,其中一个输入是控制信号,用于掉电后把输出拉高或拉低,另一个输入为功能信号。通常有双电源跟单电源两种isolation cell, 双电源isolaiton cell 可以放入shutoff power domain, 一组电源接shutoff power 另一组电源接backup 电源;而单电源isolation cell 只能放入more on power domain 或more more on parents power domain.
不同的工具都在跟着IEEE 1801 标准的更新不断改进,并不是所有的工具都支持所有的option, 其实大部分isolation 的定义都不需要所有的option。在UPF1.0 中需要用set\_isolation + set\_isolation\_control 两条命令来定义一条isolation stratage, 即使是到1801 时代,在很长一段时间,有些工具依然需要用两条命令来定义。
定义哪里需要插入 isolation:
- 从"一张图" 开始,确定需要插入isolation 的interface net.
- 用下面的option 来定义:
定义如何插入 Isolation:
- 用如下option 定义:
Level Shifter
Level shifters:当一条net 的driver 跟load 在由不同电压驱动的power domain 时,该net 在跨power domain 时就需要插入level shifter cell,以确保输入信号的电平在合法范围内。通常level shifter cell 有三种:从低到高、从高到低、既能低到高也能高到低。在逻辑功能上 level shifter cell 比isolation cell 简单,就是一个buffer,但是需要两组power supply, 输入power supply 对应于driver 的supply, 输出power supply 对应于load 的supply。
理论上讲,只要net 跨越不同电压驱动的power domain 就需要插入level shifter cell, 但是如果一根信号是从高电压区域到低电压区域,且『高低电压差』在低电压区cell 可忍受范围内,则可以省去该level shifter cell. 但是通常从低电压到高电压,则一定要插入level shifter,否则可能由于电压低于load cell 翻转电压导致功能错误,而且会由于管子不能完全关断会造成持续短路电流。
level shifter rule 的定义也比isolation rule 要简单。
定义哪里需要插入 level shifter:
定义如何插入 level shifter:
Map to specfic cells
在大多数情况下,都需要指定某个isolation 或 level shifter stratage 可用哪些特定的lib cell, 在UPF 1.0 中会用如下命令予以指定:
*map\_isolation\_cell -lib\_cells
*
*map\_level\_shifter\_cell -lib\_cells
*
在很多用IEEE 1801 描写的UPF 文件中,亦会用这两条命令来指定,一方面是由于工具端更新不及时,另一方面源于用户使用习惯。 在IEEE1801 中定义了新命令:use\_interface\_cell. 这条命令可以针对某条具体的strategy 来指定。
如果一条net 即需要插入isolation cell 也需要插入 level shifter cell 通常会用到一种带enable pin 的level shifter cell, 这类cell 有两类:一类叫enabled level shifter cell 另一种叫combo cells, 即将isolation cell 跟 level shifter cell 组合到一起的cell, 这两类cell 在library 中的定义不同,用CPF 描述时也不同,用IEEE 1801定义时,需要分别定义isolation rule 跟 level shifter rule, 然后用use\_interface\_cell 将两条rule 指定到组合的cell 上即可。
作者:陌上风骑驴
来源:https://mp.weixin.qq.com/s/mlvBO6JtrNCuMUUhsaHdoQ
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