SoC設(shè)計(jì)方法與實(shí)現(xiàn)低功耗設(shè)計(jì)(3)第十一章SoC設(shè)計(jì)方法與實(shí)現(xiàn)低功耗系統(tǒng)管理及UPF的設(shè)計(jì)實(shí)現(xiàn)低功耗SoC系統(tǒng)的管理內(nèi)容大綱采用UPF的低功耗設(shè)計(jì)實(shí)現(xiàn)動(dòng)態(tài)電壓及頻率調(diào)節(jié)技術(shù)低功耗SoC系統(tǒng)的動(dòng)態(tài)管理操作系統(tǒng)的低功耗管理存儲(chǔ)器功耗控制動(dòng)態(tài)電壓及動(dòng)態(tài)頻率調(diào)節(jié)(DVFS，DynamicVoltageandDynamicFrequencyScaling)技術(shù)是一種通過(guò)將不同電路模塊的工作電壓及工作頻率調(diào)低到恰好滿足系統(tǒng)最低要求，來(lái)實(shí)時(shí)降低系統(tǒng)中不同電路模塊功耗的方法。動(dòng)態(tài)電壓及頻率調(diào)節(jié)技術(shù)該技術(shù)基于這樣一種觀察結(jié)果，即電路模塊中的最大時(shí)鐘頻率和電壓是緊密相關(guān)的。該技術(shù)實(shí)現(xiàn)起來(lái)需要系統(tǒng)架構(gòu)、操作系統(tǒng)、應(yīng)用軟件修改，以及相應(yīng)的輔助電路支持。示例：DFS及DVS智能功耗管理系統(tǒng)操作系統(tǒng)低功耗管理加入了功耗管理機(jī)制的操作系統(tǒng)存儲(chǔ)器單元的優(yōu)化，包括減小漏電流，如雙閾值的SRAM單元、門控電源的SRAM單元或者門控接地的SRAM單元、功耗可控的DRAM。存儲(chǔ)器功耗控制使用多種功耗狀態(tài)的存儲(chǔ)器管理。分層的存儲(chǔ)器，將一大塊存儲(chǔ)器劃分為幾個(gè)單獨(dú)時(shí)鐘和電壓可控的小段，使用小段，每一個(gè)存儲(chǔ)器段都工作在不同的功耗模式下。低功耗SoC設(shè)計(jì)技術(shù)的綜合考慮低功耗技術(shù)漏電功耗的減小靜態(tài)功耗的減小時(shí)序影響面積影響設(shè)計(jì)方法影響驗(yàn)證復(fù)雜度影響仿真影響面積優(yōu)化10%10%0%-10%無(wú)低無(wú)多闕值工藝80%0%0%2%低低無(wú)時(shí)鐘門控

020%0%2%低低無(wú)多電壓

50%40%~50%0%＜10%中中低電源門控

90%~98%~0%4%~8%5%~15%中高低動(dòng)態(tài)電壓及動(dòng)態(tài)頻率縮放

50%~70%

40%~70%

0%＜10%高高高體偏置90%-10%＜10%高高高低功耗技術(shù)對(duì)功耗與設(shè)計(jì)復(fù)雜度的影響采用統(tǒng)一功耗格式的低功耗設(shè)計(jì)實(shí)現(xiàn)使低功耗設(shè)計(jì)與驗(yàn)證變得更加高效。統(tǒng)一功耗格式（UPF，UnifiedPowerFormat）由Accellera組織（主要是Mentor、Synopsys和Magma公司）在2007年提出2009年UPF2.0成為IEEE1801標(biāo)準(zhǔn)目前已廣泛被工業(yè)界采用基于UPF的設(shè)計(jì)流程在RTL代碼中插入U(xiǎn)PF指令定義電源域、電源狀態(tài)、特殊信號(hào)隔離及保持寄存器等。RTL+UPF仿真將驗(yàn)證電源域、隔離單元、保持寄存器等邏輯的正確性。綜合完成創(chuàng)建電源域、隔離、保持寄存器等電路。UPF功耗描述文件舉例創(chuàng)建電壓域：create_power_domain-namePD_always–defaultcreate_power_domain-namePD_PSO\-instancesmoduleA/PSO_domain\-shuto