專利名稱：一種基于功耗庫的大規(guī)模數(shù)字集成電路功耗動態(tài)評估裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種大規(guī)模數(shù)字集成電路的功耗評估技術(shù)。
背景技術(shù)：
隨著半導(dǎo)體工藝的進步，半導(dǎo)體器件的尺寸不斷縮小，相同面積的芯片上能夠集 成越來越多的晶體管，因而數(shù)字集成電路的規(guī)模也越做越大，其工作頻率也越來越高，這使 得功耗成為制約數(shù)字集成電路設(shè)計的關(guān)鍵問題之一。而要設(shè)計低功耗的數(shù)字集成電路，首 先需要對數(shù)字集成電路的功耗進行評估。目前對數(shù)字集成電路的功耗進行評估的技術(shù)分為靜態(tài)評估和動態(tài)評估兩種。靜態(tài) 評估是根據(jù)電路的邏輯功能和輸入信號的概率統(tǒng)計特性對電路中各節(jié)點的狀態(tài)轉(zhuǎn)換概率 進行估計，從而計算出電路的平均功耗。靜態(tài)評估的速度很快，但是精度不高。動態(tài)評估是 通過給電路的功耗模型提供輸入向量激勵進行模擬仿真來計算電路在此輸入激勵下的功 耗。動態(tài)評估的計算速度依賴于被仿真電路的規(guī)模大小，以及所采用電路模型的精細程度。 當(dāng)前在工業(yè)界得到廣泛認可并使用的高精度電路模擬器HSPICE在模擬電路時，由于使用 十分精細的電路模型，因此仿真精度非常高。但是由于使用的模型非常精細，導(dǎo)致對于稍大 規(guī)模的電路，它的仿真速度非常慢，因此難以應(yīng)用于大規(guī)模數(shù)字集成電路的功耗仿真。而其 他的可用于動態(tài)評估電路功耗的晶體管級模擬器如hsim，Powermill等，由于使用了更為 精簡的電路模型，雖可用于大規(guī)模數(shù)字集成電路的功耗仿真，但由于每個時鐘周期依然需 要更短時間步長的多次仿真計算迭代，因此計算速度依然相當(dāng)?shù)穆６鴮τ赩storm等可以 使用靜態(tài)評估技術(shù)評估電路功耗的EDA工具雖然評估速度快，但其評估功耗的精度不高。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明要解決的技術(shù)問題是在大規(guī)模集成電路的設(shè)計過程中，提供一種功耗動態(tài) 評估裝置對電路的功耗進行精準快速的評估。為解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明的基于功耗庫的大規(guī)模數(shù)字集成電路功耗的動態(tài)評 估裝置是采用如下技術(shù)方案實現(xiàn)的所述裝置由功耗庫構(gòu)建模塊(01)和功耗評估模塊(02)組成，所述裝置首先將大 規(guī)模數(shù)字集成電路看成是由許多種基本單元電路的若干個實例以及這些實例之間的互連 線組成的，這樣整個電路的功耗就是由所有基本單元電路實例的功耗之和再加上所有基本 單元電路實例之間互連線信號翻轉(zhuǎn)消耗的功耗之總和。為得到每一個基本單元電路實例的功耗，所述裝置首先需要得到每一種基本單元 電路在各種輸入激勵下的功耗，這項功能通過所述裝置的功耗庫構(gòu)建模塊(01)來實現(xiàn)。所 述裝置的功耗庫構(gòu)建模塊(01)又由電路分析模塊(15)，功耗模型構(gòu)建模塊(16)，激勵生成 模塊(19)，功耗仿真模塊(17)，仿真結(jié)果分析模塊(18)等5個子模塊構(gòu)成。所述裝置的功 耗庫構(gòu)建模塊(01)中的電路分析子模塊(1 通過分析電路的門級網(wǎng)表(03)，得到電路所 使用的各種基本單元電路的列表(04)，然后所述功耗庫構(gòu)建模塊(01)中的功耗模型構(gòu)建子模塊(16)在電路的設(shè)計庫中檢索該列表中每一種基本單元電路，獲取該基本單元電路 的端口和存儲節(jié)點信息(05)，并分別自動構(gòu)建每個基本電路單元的功耗模型(06)，該功耗 模型構(gòu)建子模塊(16)能夠自動對數(shù)字電路中所有已知的下述類型的基本單元電路，包括， 各種靜態(tài)組合邏輯單元，動態(tài)多米諾邏輯單元，動態(tài)預(yù)充單元，靜態(tài)時序單元，動態(tài)時序單 元，動態(tài)存儲單元，靜態(tài)存儲單元，門控時鐘單元，CAM單元，帶敏感放大器的SRAM陣列單元 等進行功耗模型構(gòu)建。所述功耗庫構(gòu)建模塊(01)中的激勵生成子模塊(19)則根據(jù)該基本 單元電路的端口和存儲節(jié)點信息(05)為該基本單元電路功耗模型(06)自動產(chǎn)生輸入向量 及存儲節(jié)點初始化信息(07)，然后所述功耗庫構(gòu)建模塊(01)中的功耗仿真模塊(17)通過 HSPICE對該基本單元電路功耗模型(06)在各種輸入向量和存儲節(jié)點初始狀態(tài)情況下的功 耗進行精確地仿真分析，仿真過程還需要配置基本單元電路的工作電壓、工作頻率和環(huán)境 溫度。由于每一個基本單元電路的規(guī)模很小，其端口數(shù)與存儲節(jié)點數(shù)也很少，雖然自動創(chuàng)建 的基本單元電路模型非常精細，因此也能在很短的時間內(nèi)用HSPICE仿真得到此基本單元 電路在各種輸入和存儲節(jié)點翻轉(zhuǎn)情況下功耗的精確值，通過所述功耗庫構(gòu)建模塊(01)中 的仿真結(jié)果分析子模塊(18)對仿真結(jié)果進行分析提取，就能夠得到包含了電路中各種基 本單元電路在各種輸入激勵及存儲節(jié)點初始狀態(tài)下的功耗精確值，并將其寫入基本單元電 路功耗庫(09)，并提供給所述裝置中的功耗評估模塊(02)。在得到電路的基本單元電路功耗庫(09)之后，所述裝置的功耗評估模塊(02)即 可對電路的功耗進行動態(tài)評估。所述裝置的功耗評估模塊(02)由互連線寄生電容反標模 塊(20)，波形與網(wǎng)表分析模塊(21)，互連線功耗計算模塊(22)，功耗庫檢索模塊(23)，功耗 統(tǒng)計模塊(24)等5個子模塊組成。所述裝置的功耗評估模塊(02)中的波形與網(wǎng)表分析子 模塊(21)首先對電路門級網(wǎng)表文件(03)進行分析，將電路解析成一個個基本單元電路的 實例以及它們之間互連線的集合，然后對電路門級功能仿真波形文件(11)進行分析，得到 和所有互連線信號翻轉(zhuǎn)信息(13)，并分別提供給和互連線功耗計算子模塊(22)。所述裝置的功耗評估模塊(2)中的功耗庫檢索子模塊(23)在得到所有基本單元 電路實例端口和存儲節(jié)點的翻轉(zhuǎn)信息(12)后就可以根據(jù)此信息檢索基本單元電路功耗庫，得到每個基本單元電路實例在任一時鐘節(jié)拍內(nèi)的功耗。由于這只是一個查表操作，因 此能很快得到電路中任一時鐘節(jié)拍內(nèi)任一基本單元電路的功耗。所述裝置的功耗評估模塊(2)中的互連線功耗計算子模塊(22)在得到所有互連
線信號翻轉(zhuǎn)信息(13)以后就可以根據(jù)公式7 =-CF^/來計算所有基本單元電路實例之
間互連線的功耗，其中Vdd為工作電壓，f為電路的工作頻率，C為某個互連線信號的寄生電 容的值，它是由所述裝置的功耗評估模塊(2)中的互連線寄生電容反標子模塊(20)通過分 析電路寄生參數(shù)提取文件(10)和電路門級網(wǎng)表文件(03)，將電路中每根基本單元電路實 例之間的互連線的寄生電容進行反標得到的。由于電路寄生參數(shù)提取文件是通過工業(yè)界廣 泛采用的電路寄生參數(shù)提取EDA工具通過提取電路版圖設(shè)計得到的，這確保了所獲得的互 連線信號的寄生電容的精確性，從而確保了計算出的互連線信號翻轉(zhuǎn)功耗值的高精度。通過累計任一時鐘節(jié)拍內(nèi)上述功耗庫檢索子模塊(23)和互連線功耗子模塊(22) 檢索或計算得到的所有基本單元電路實例的功耗以及實例間互連線的功耗，所述裝置的功 耗評估模塊(02)中的功耗統(tǒng)計子模塊(24)就可以得到整個電路在任一時鐘節(jié)拍內(nèi)的功耗，并最終得到整個電路運行此門級仿真波形時的平均功耗和峰值功耗，形成電路功耗報 告文件(12)。由上述描述可知，本發(fā)明所述裝置在計算每個時鐘周期電路的總功耗時，對于每 一個基本單元電路實例只需要進行一次檢索基本單元電路功耗庫的操作，得到每個基本單 元電路實例在此時鐘周期下的功耗，并將所有基本單元電路實例的功耗相加，同時再加上 這些實例之間互連線的信號翻轉(zhuǎn)功耗，這樣，在一個時鐘周期內(nèi)只需要進行一次計算迭代， 這與通常晶體管級模擬器(如Hsim等)需要采用比一個仿真時鐘周期小得多的時鐘步長 進行多次計算循環(huán)迭代才能計算出電路在一個仿真時鐘周期的功耗相比，計算速度可提升 3到4個數(shù)量級。


下面結(jié)合附圖與具體實施方式
對本發(fā)明作進一步詳細的說明圖1是本發(fā)明基于功耗庫的大規(guī)模數(shù)字集成電路功耗動態(tài)評估裝置的總體結(jié)構(gòu) 及其實施方式的運行示意圖。圖2是本發(fā)明基于功耗庫的大規(guī)模數(shù)字集成電路功耗動態(tài)評估裝置中功耗庫構(gòu) 建模塊的結(jié)構(gòu)及其實施方式的運行示意圖。圖3是本發(fā)明基于功耗庫的大規(guī)模數(shù)字集成電路功耗動態(tài)評估裝置中功耗評估 模塊的結(jié)構(gòu)及其實施方式的運行示意圖。
具體實施例方式如圖1所示，本發(fā)明的基于功耗庫的大規(guī)模數(shù)字集成電路功耗動態(tài)評估裝置對電 路的功耗進行動態(tài)評估時，首先需要通過所述裝置的功耗庫構(gòu)建模塊(01)為電路構(gòu)建基 本單元電路功耗庫(09)，然后才能通過所述裝置的功耗評估模塊(0 。圖1和圖2分別描 述了所述裝置的功耗庫構(gòu)建模塊(01)和功耗評估模塊(02)運行時的具體實施方式
。如圖2所示，本發(fā)明裝置所述的功耗庫構(gòu)建模塊(01)的運行分為如下4個步驟1)通過分析電路的門級網(wǎng)表文件(03)，裝置得到電路中究竟包含了哪幾種基本 單元電路的信息，從而形成電路的基本單元電路列表(04)。2)對基本單元電路列表(04)中的每一種基本單元電路，裝置的功耗模型構(gòu)建子 模塊(16)根據(jù)它的名稱檢索基本單元電路設(shè)計庫，從而自動為它構(gòu)建功耗模型(06)，并提 取它的端口與存儲節(jié)點的信息(05)。而裝置的激勵生成子模塊(19)通過自動遍歷它的輸 入端口和存儲節(jié)點的各種翻轉(zhuǎn)情況為HSPICE進行功耗仿真產(chǎn)生所需要的輸入向量與存儲 節(jié)點初始化信息。例如對于單輸入緩沖器BUF這種組合邏輯單元電路，假設(shè)BUF的輸入端 口為A，輸出端口為Y，本裝置的功耗庫構(gòu)建模塊(01)將根據(jù)此基本單元電路的端口信息， 分析出該基本單元電路輸入有四種翻轉(zhuǎn)情況，從而遍歷這4種翻轉(zhuǎn)情況，分別產(chǎn)生輸入向 量激勵，并對產(chǎn)生的向量進行編碼如下a)輸入激勵為A = 0，不發(fā)生翻轉(zhuǎn)，編碼為sOb)輸入激勵為A = 1，不發(fā)生翻轉(zhuǎn)，編碼為Slc)輸入激勵為A從0翻轉(zhuǎn)為1，編碼為sOt 1d)輸入激勵為A從1翻轉(zhuǎn)為0，編碼為SltO
3)裝置的功耗仿真子模塊通過HSPICE對每一種基本單元電路在各種輸入端口和 存儲節(jié)點翻轉(zhuǎn)情況下的功耗進行仿真。裝置首先對基本單元電路的輸入端口翻轉(zhuǎn)的各種情 況分別產(chǎn)生輸入激勵向量，并對其每個輸入激勵向量進行編碼，然后在每種編碼對應(yīng)的輸 入向量下分別進行HSPICE功耗仿真，并將仿真結(jié)果寫入仿真結(jié)果文件(08)中，該仿真過程 所需要的電路的工作電壓、工作頻率和環(huán)境溫度可根據(jù)電路工作的實際情況進行配置。4)裝置的仿真結(jié)果處理模塊(18)對仿真結(jié)果文件(08)進行處理，最終將每個 基本單元電路在各種輸入翻轉(zhuǎn)情況以及存儲節(jié)點狀態(tài)下的功耗寫入基本單元電路功耗庫 (09)，從而完成該電路的基本單元電路功耗庫(09)構(gòu)建?；締卧娐饭膸?09)的格 式如下
Leaf DFFQNX0P5A12TR{//Ieafcell的名稱
TYPE DFF //Ieafcell的類型為DFF類(時序類單元)
Cinput CK L1. 032000e-16 ‘輸入端口 CK的電容
Cinput D5.184000e-16輸入端口D的電容
PsOal -6.,668000e-08 輸入為CK = 0，D = 1且無翻轉(zhuǎn)，存儲節(jié)點狀態(tài)為1時的功耗
Ps2al -8.,618000e-08 輸入為CK = 0，D = 1且無翻轉(zhuǎn)，存儲節(jié)點狀態(tài)為1時的功耗
Ps2a0 -5.,537000e-08輸入為CK = 0，D = 1且無翻轉(zhuǎn)，存儲節(jié)點狀態(tài)為0時的功耗
PsOaO -1.,015000e-071輸入為CK = 0，D = 0且無翻轉(zhuǎn)，存儲節(jié)點狀態(tài)
PslaltO ■-3.592000e-06
Ps0alt2 ■-2.551000e-06
Ps2alt0 ■-3.926000e-06
PsOaltl ■-3.616000e-06
Pslalt3 --4.636000e-07
Ps3altl --1.561000e-06
Ps3alt2 ■-5.735000e-06
Ps2alt3 ■-6.824000e-06
Ps3a0tl ■-1.570000e-06
Psla0t3 ■-5.437000e-07
Ps3a0t2 ■-3.752000e-06
Ps2a0t0 ■-3.762000e-06
Ps0a0t2 ■-2.476000e-06
Ps2a0t3 ■-3.458000e-06
PslaOtO ■-6.294000e-06
PsOaOtl ■-7.150000e-06
}
......
Leaf NAND2X0P7A12TL{xIeafcell的名稱
TYPE COM"類型
CinputA 9.604980e-16//輸入端A的電容
CinputB 9.604980e-16//輸入端B的電容
Ps0 -1450000e-08//A = 0，B = 0，無翻轉(zhuǎn)時的功耗
Psi -8155000e-08//A= LB = 0，無翻轉(zhuǎn)時的功耗
Ps2 -1175000e-07//A = 0，B = 1，無翻轉(zhuǎn)時的功耗
Ps3 -9198000e-08
PsOtl2. 238000e-07//A初始為0翻轉(zhuǎn)為1，B = 0無翻轉(zhuǎn)時的功耗
PsltO-8.888000e-07
Ps0t25.563000e-07
Ps2t0-8.221000e-07
Ps0t3-4.877000e-07Il輸入A從0到1翻轉(zhuǎn)，輸入B從0到1翻轉(zhuǎn)時的功耗
Ps3tl-3.551000e-06
Pslt2-8.490000e-07
Ps2tl-2.133000e-06
Pslt3-1.063000e-06
Ps3t2-2.653000e-06
Ps2t3-1.105000e-06
Ps3t0-3.242000e-06
}
從基本單元電路功耗庫(9)的格式可以看出，基本單元電路功耗庫(9)保存了電路中每--種基本單元電路的所有輸入端口電容、名稱、類型、以及以編碼來標識的各種輸入
翻轉(zhuǎn)以及存儲節(jié)點情況下的功耗的信息。這樣，如果已知某個基本單元電路的名稱，以及在 某個時刻它輸入端的翻轉(zhuǎn)情況和存儲節(jié)點的狀態(tài)，就可以根據(jù)它的名稱以及翻轉(zhuǎn)情況的編 碼檢索基本單元電路功耗庫(09)獲得該基本單元電路在該時刻輸入翻轉(zhuǎn)情況下消耗的功
^^ ο如圖3所示，本發(fā)明中所述裝置的電路功耗評估模塊的運行實施方式描述如下所述裝置的輸入是電路的門級網(wǎng)表文件(03)、電路寄生參數(shù)提取文件(10)、電路 經(jīng)門級功能仿真獲得的波形文件(11)，以及所述裝置的功耗庫構(gòu)建模塊(01)所產(chǎn)生的基 本單元電路功耗庫(09)。電路的門級網(wǎng)表文件(03)給出了電路中所有基本單元電路的種類、例化名稱、輸 入輸出端口、內(nèi)部存儲節(jié)點以及這些基本單元電路實例之間互連線的信號名稱等信息。電路經(jīng)門級功能仿真獲得的波形文件(11)則記錄了電路中所有基本單元電路的 例化名稱以及各基本單元電路實例的輸入輸出端口、存儲節(jié)點以及實例之間互連信號在任 一時刻的翻轉(zhuǎn)情況的信息。通過裝置中的波形與網(wǎng)表分析子模塊(21)對這兩個文件進行分析，就能夠得到 電路中所有基本單元電路的種類以及端口和內(nèi)部存儲節(jié)點的翻轉(zhuǎn)信息(12)，所有基本單元電路實例之間互連信號的翻轉(zhuǎn)信息(13)。這樣在任一時鐘周期，裝置就可以得到電路中任一基本單元電路實例的名稱、輸 入端口和存儲節(jié)點的翻轉(zhuǎn)情況，通過對輸入端口和存儲節(jié)點在此時刻的翻轉(zhuǎn)情況進行編 碼，再利用此編碼和Ieafcell的名稱檢索基本單元電路功耗庫(09)，就能得到電路中任一 基本單元電路實例在此一時鐘周期的功耗。電路寄生參數(shù)提取文件(10)包含了電路中所有互連線的寄生電容。由于該文件 是裝置通過使用工業(yè)界的主流電路寄生參數(shù)提取工具抽取得到的，因此其中互連線的電容 值具有很高的精度。裝置的寄生電容反標子模塊00)對電路門級網(wǎng)表文件(0 以及電路 寄生參數(shù)提取文件(10)進行分析，就可以將所有基本單元電路之間互連線信號的寄生電 容信息(14)精確地反標出來。這樣，對于所有基本單元電路之間的互連線在某一時鐘周期 的功耗，若此互連線在該時刻未發(fā)生翻轉(zhuǎn)，則認為該互連線的功耗為0，若此時該互連線發(fā)
生了信號翻轉(zhuǎn)，則依據(jù)公式ρ =來進行計算此互連線信號翻轉(zhuǎn)的功耗，這里C為此
互連線信號的寄生電容，V為電路的工作電壓，f為電路的工作頻率。這樣，在任一時鐘周期，裝置通過累計電路中所有基本單元電路實例的功耗以及 基本單元電路實例之間所有互連線的功耗，就能得到任一時鐘周期內(nèi)，電路的總功耗。通過 統(tǒng)計仿真波形覆蓋的所有仿真時鐘周期電路的總功耗，就能夠得到電路在此波形文件(11) 的輸入激勵下電路的平均功耗、峰值功耗以及達到峰值功耗的時間點。
權(quán)利要求
1.一種基于功耗庫的大規(guī)模數(shù)字集成電路功耗動態(tài)評估裝置，其特征在于，由功耗庫 構(gòu)建模塊(01)和功耗評估模塊(02)組成，所述裝置的功耗庫構(gòu)建模塊(01)通過分析數(shù) 字集成電路的門級網(wǎng)表文件(03)，從中提取出該電路使用的所有基本單元電路種類的列表 (04)；然后所述裝置的功耗庫構(gòu)建模塊(1)通過檢索基本單元電路設(shè)計庫0 自動為這 些基本單元電路分別創(chuàng)建功耗模型(06)并為功耗模型產(chǎn)生輸入向量和初始化電路存儲節(jié) 點，進行指定環(huán)境溫度、工作頻率和工作電壓條件下HSPICE仿真，從而為待功耗評估電路 形成基本單元電路功耗庫(9)，并提供給所述裝置的功耗評估模塊(02)；然后，功耗評估模 塊(0 通過分析電路設(shè)計過程中產(chǎn)生的電路門級網(wǎng)表文件(0 ，電路門級功能仿真波形 文件(11)，電路寄生參數(shù)提取文件(10)，檢索它所獲取的基本單元電路功耗庫(9)，對電路 在指定工作溫度、工作頻率和工作電壓下的功耗進行動態(tài)評估。
2.如權(quán)利要求1所述的基于功耗庫的大規(guī)模數(shù)字集成電路功耗動態(tài)評估裝置，其特征 在于，所述裝置中的功耗庫構(gòu)建模塊(01)有一個功耗模型構(gòu)建子模塊(16)，能夠為數(shù)字電 路中所有已知的下列類型的基本單元電路，包括，各種靜態(tài)組合邏輯單元，各種動態(tài)多米諾 邏輯單元，各種動態(tài)預(yù)充單元，各種靜態(tài)時序單元，各種動態(tài)時序單元，各種動態(tài)存儲單元， 各種靜態(tài)存儲單元，各種門控時鐘單元，各種CAM單元，各種帶敏感放大器的SRAM陣列單元 等自動構(gòu)建功耗模型(06)；所述裝置的功耗庫構(gòu)建模塊(01)通過分析數(shù)字集成電路的門 級網(wǎng)表文件(03)，從中提取出該電路使用的所有基本單元電路種類的列表(04)并提供給 功耗模型構(gòu)建子模塊(16)；對于此列表(04)中的每一種基本單元電路，功耗模型構(gòu)建子模 塊(16)通過檢索基本單元電路設(shè)計庫自動為其構(gòu)建功耗模型(06)，并提取該基本單元電 路的端口和存儲節(jié)點的信息(05)，然后根據(jù)其端口與存儲節(jié)點信息(05)自動遍歷輸入和 存儲節(jié)點翻轉(zhuǎn)的各種情況產(chǎn)生輸入向量和存儲節(jié)點初始化的信息(07)提供給此基本單元 電路的功耗模型(06)，用于此基本單元電路的HSPICE功耗仿真，通過提取HSPICE功耗仿真 后形成的仿真結(jié)果(08)并進行處理，所述裝置的功耗庫構(gòu)建模塊(01)就為待功耗評估電 路自動產(chǎn)生了基本單元電路功耗庫(09)；由于每個基本單元電路的規(guī)模很小，采用高精度 的HSPICE電路模擬器進行功耗仿真的速度很快，因此所述裝置的功耗庫構(gòu)建模塊(01)能 快速提供高精度的基本單元電路功耗庫(09)，而且一旦產(chǎn)生了基本單元電路功耗庫(09)， 則以后進行功耗評估時，只要電路的工作電壓和工作頻率以及環(huán)境溫度不變，就可以直接 使用此功耗庫，無需再重新構(gòu)建基本單元電路功耗庫。
3.如權(quán)利要求1所述的基于功耗庫的大規(guī)模數(shù)字集成電路功耗動態(tài)評估裝置，其特 征在于，所述裝置的功耗評估模塊(2) —旦獲得了如權(quán)利要求2所述裝置的功耗庫構(gòu)建模 塊(1)為待功耗評估電路自動構(gòu)建的基本單元電路功耗庫(09)，所述裝置的功耗評估模 塊⑵就可以通過分析電路經(jīng)門級功能仿真獲得的波形文件(11)，以及電路的門級網(wǎng)表文 件(03)，得到待功耗評估電路使用的所有基本單元電路實例的端口和存儲節(jié)點在任意一個 仿真時鐘周期的狀態(tài)翻轉(zhuǎn)信息(12)和互連線信號翻轉(zhuǎn)信息(13)，然后，所述裝置的功耗評 估模塊O)的功耗庫檢索子模塊03)利用此信息(12)來檢索電路的基本單元電路功耗 庫(9)，從而計算出此基本單元電路實例在此仿真時鐘周期內(nèi)消耗的功耗，而對于基本單元 電路實例之間的互連信號，所述裝置的功耗評估模塊O)中的互連線寄生電容反標子模塊 (20)通過分析電路寄生參數(shù)提取文件(10)，將這些互連線的寄生電容反標給電路的門級 網(wǎng)表(03)，所述裝置的功耗評估模塊( 中的互連線功耗計算子模塊0 再根據(jù)互連信號的翻轉(zhuǎn)信息(13)，計算出基本單元電路實例之間互連信號線翻轉(zhuǎn)所消耗的功耗，所述裝置 的功耗評估模塊(2)再通過累計所有基本單元電路實例的功耗以及各它們之間的互連信 號線翻轉(zhuǎn)消耗的功耗就可以計算出電路在此仿真時鐘周期的總功耗。
4.如權(quán)利要求1所述的基于功耗庫的大規(guī)模數(shù)字集成電路功耗動態(tài)評估裝置，其特 征在于在電路的每一個仿真時鐘周期，所述裝置的功耗評估模塊(0 檢索所述裝置的功 耗庫構(gòu)建模塊(01)為電路自動構(gòu)建的基本單元電路功耗庫，得到電路中每個基本單元電 路實例在該周期的功耗，并進行累加，同時累加上基本單元電路實例之間所有互連信號翻 轉(zhuǎn)消耗的功耗，這個過程只需要進行一次計算迭代就可得出電路在此一仿真時鐘周期的功 耗，這與通常的晶體管級模擬器需要采用比一個仿真時鐘周期小得多的時間步長進行多次 計算循環(huán)迭代才能計算出電路在一個仿真時鐘周期的功耗相比，在評估精度差異不大的情 況下，評估速度提升達三到四個數(shù)量級。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種基于功耗庫的大規(guī)模數(shù)字集成電路功耗動態(tài)評估裝置。該裝置解決了對大規(guī)模數(shù)字集成電路功耗進行動態(tài)評估時存在的評估速度過慢，耗費時間過長的問題。該裝置由功耗庫構(gòu)建模塊和功耗評估模塊組成。功耗庫構(gòu)建模塊能為待功耗評估電路中使用的各種基本單元電路自動創(chuàng)建功耗模型并進行HSPICE仿真，從而為形成基本單元電路功耗庫提供給功耗評估模塊。功耗評估模塊則通過分析電路設(shè)計過程中產(chǎn)生的電路門級網(wǎng)表、門級功能仿真波形文件、電路寄生參數(shù)提取文件，檢索它所獲取的基本單元電路功耗庫，對電路的功耗進行動態(tài)評估。本發(fā)明的功耗動態(tài)評估裝置在電路功耗動態(tài)評估過程中既保證了高的計算精度，又兼具高的計算速度。
文檔編號G06F17/50GK102147822SQ201010610289
公開日2011年8月10日 申請日期2010年12月23日 優(yōu)先權(quán)日2010年12月23日
發(fā)明者吳越, 姚榮, 田新華 申請人:上海高性能集成電路設(shè)計中心