一款南桥芯片的低功耗逻辑综合与等价性验证

发布时间：2023-04-05 03:43

　　随着集成电路设计水平的提高，特别是基于IP复用技术和多核芯片的片上系统(SoC)的设计的出现，低功耗设计的需求越来越高，同时低功耗设计实现的验证成为芯片设计的关键因素之一。 本文基于TSMC65nm工艺的一款南桥芯片的设计与验证过程，使用统一功耗格式(CPF：Common Power Format)描述的低功耗控制、实现低功耗设计，重点完成基于CPF设计的芯片低功耗逻辑综合以及低功耗设计的等价性验证。 基于芯片设计中对XHC模块进行CPF功耗管理文件的设计，结合多电源电压设计、门控时钟和电源转换等低功耗技术。CPF文件针对设计功能制定相应的工作状态、工作/唤醒状态和转化控制，通过多电源设计、电源转换管理、门控时钟等设计实现。采用CPF文件进行低功耗逻辑综合，实现面积与功耗之间的折中设计：用面积0.16%的增加换取了总功耗8%的减少。 通过分析CPF文件在综合过程与等价性验证过程中的设计区别，总结出基于CPF低功耗设计的验证新方法：RTL级设计与初步综合的网表(完成扫描功能设计)的第一次等价性验证；初步综合网表与低功耗综合优化网表的第二次等价性验证；低功耗综合网表与物理网表间的第三次等价...

【文章页数】：72 页

【学位级别】：硕士

【文章目录】：
摘要
Abstract
目录
第一章 绪论
    1.1 低功耗设计的研究意义
    1.2 等价性验证的意义和应用
    1.3 论文主要工作及结构
第二章 数字电路低功耗设计方法
    2.1 数字电路功耗来源
        2.1.1 动态功耗
        2.1.2 静态（泄漏）功耗
    2.2 数字电路低功耗设计方法
        2.2.1 降低电源电压技术
        2.2.2 门控时钟技术
        2.2.3 多阈值电压库技术
        2.2.4 多电源电压设计技术
        2.2.5 电源转换技术
        2.2.6 动态电压和频率调节技术
    2.3 本章小结
第三章 CPF 介绍
    3.1 基于 CPF 的低功耗设计
    3.2 基于 CPF 的低功耗设计流程特点
    3.3 本章小结
第四章 等价性验证原理及方法
    4.1 等价性验证
        4.1.1 等价性验证原理
        4.1.2 等价性验证步骤
    4.2 基于 CPF 的集成电路等价性验证新方法
    4.3 基于 CPF 的等价性验证的应用
    4.4 本章小结
第五章 基于 CPF 的低功耗设计实现
    5.1 逻辑实现原理及流程
        5.1.1 预处理过程
        5.1.2 解析过程
        5.1.3 综合再优化过程
    5.2 逻辑综合实现
        5.2.1 设置综合条件
        5.2.2 设定综合策略
        5.2.3 读入约束文件
        5.2.4 设计解析、综合以及设计再优化
        5.2.5 分析综合结果
    5.3 逻辑综合分析
        5.3.1 设计检查
        5.3.2 面积与功耗分析
        5.3.3 时序报告
    5.4 本章小结
第六章 低功耗设计的等价性验证
    6.1 等价性验证的必要性
    6.2 等价性验证原理
    6.3 等价性验证流程
    6.4 等价性验证过程及分析
    6.5 低功耗验证中遇到的问题及解决方案
        6.5.1 DesignWare 的验证
        6.5.2 断点（CUT）的验证
        6.5.3 状态机的验证
        6.5.4 中止点（ABORT）的验证
    6.6 等价性验证加速方案
    6.7 本章小结
第七章 结论
    7.1 总结
    7.2 技术展望
致谢
参考文献
研究成果



本文编号：3782660