[發明專利]一種低功耗電路設計優化方法

有效

• 申請號: 201010214278.0
• 申請日: 2010-06-30
• 公開（公告）號: CN102314525A
• 公開（公告）日: 2012-01-11
• 發明（設計）人: 吳玉平;陳嵐;葉甜春
• 申請（專利權）人: 中國科學院微電子研究所
• 主分類號: G06F17/50
• 分類號: G06F17/50
• 代理公司: 北京市德權律師事務所 11302
• 代理人: 王建國

技術領域

本發明屬于集成電路設計自動化領域，尤其屬于優化集成電路功耗的技術范疇，特別涉及一種低功耗電路設計優化方法。

背景技術

先進數字集成電路制造工藝的特征尺寸不斷縮小，從90nm、65nm，過渡到45nm、32nm，并有望發展到22nm和15nm，甚至更小的特征尺寸。特征尺寸的不斷縮小使得芯片系統集成度不斷提高成為可能，但芯片的功耗隨芯片系統的集成度提高而不斷增加，從而制約了充分利用特征尺寸的縮小以提高芯片系統集成度的能力，為此需要探索低功耗優化技術降低芯片系統的功耗。

目前應用比較普遍的低功耗技術主要有：多閾值工藝CMOS(MTCMOS)、變閾值工藝CMOS(VTCMOS)、電源門控、多電壓，以及動態電壓和頻率縮放(DVFS)、電源門控等。這些技術可以有效地降低芯片系統的功耗，但如何在芯片系統設計中自動使用這些技術，還需要新的優化方法的支持，以確保這些技術在低功耗芯片系統設計中得到充分的應用。

發明內容

有鑒于此，本發明的目的在于提供一種低功耗電路設計優化方法，

本發明提供了一種低功耗電路設計優化方法，包括：

指定門級電路網表、仿真激勵、單元庫及器件模型信息的位置，并讀入所述信息進行門級電路仿真，對門級電路進行劃分，進行電路分析和仿真結果分析，依據該分析結果，根據低功耗技術對電路進行優化處理。

MTCMOS、VTCMOS、電源門控、多電壓，以及動態電壓和頻率縮放(DVFS)、電源門控等低功耗技術的運用可以有效地降低電路系統的功耗，但如何運用需要借助設計人員的經驗人為地指定電路系統中具體的模塊需要采用具體的低功耗技術，這需要設計人員對電路的工作過程有詳細的了解，以便在具體的模塊中采用合適的低功耗技術，過程比較繁雜且費時間，而且不利于充分運用低功耗技術，本發明不需要設計人員對電路工作過程有詳細的了解，同時對低功耗技術進行自動嘗試和比較，針對具體的電路模塊最優化地選擇合適的低功耗技術。

附圖說明

圖1為本發明實施例提供的一種低功耗電路設計優化的方法流程圖；

圖2為本發明實施例中進行電路分析和仿真結果分析的方法流程圖；

圖3為本發明實施例中根據低功耗技術對電路進行優化處理的方法流程圖；

圖4為本發明實施例中進行功耗評估的方法流程圖。

具體實施方式

本發明旨對門級電路網表設計進行優化，在電路網表中插入和/或替換部分單元以支持MTCMOS、VTCMOS、電源門控、多電壓、以及動態電壓和頻率縮放(DVFS)、電源門控等低功耗技術，在確保芯片系統電路性能的前提下使芯片系統的功耗最低。

為使本發明的目的、技術方案和優點更加清楚，下面結合附圖對本發明作進一步的詳細描述。

圖1為本發明實施例提供的一種低功耗電路設計優化的方法流程圖，具體包括以下步驟：

步驟101、指定門級電路網表、仿真激勵、單元庫、器件模型等信息的位置。具體地可以通過軟件的命令行選項值指定或圖形界面上的數據位置瀏覽器選擇并指定。

步驟102、讀入門級電路網表、仿真激勵、單元庫、器件模型信息。

步驟103、門級電路仿真。通過門級電路仿真工具(目前的門級電路仿真工具很多，可以采用任何一個現有的門級電路仿真工具，如VCS、ModelSim等)讀入門級電路網表、仿真激勵和門級電路的基本單元庫信息(門級仿真的單元庫信息的建立是基于器件模型信息，但門級仿真不需要底層的器件模型信息，而是直接利用庫單元內的時延信息等)，采用基于事件驅動的仿真算法對電路進行仿真，得到各個單元的工作時序、功耗、狀態及狀態轉換信息。

步驟104、電路劃分。對門級電路按功能和層次關系進行劃分，將電路劃分為若干個未進行低功耗優化的模塊/區域，構建未進行低功耗優化的模塊/區域列表。具體按功能和層次關系進行劃分，門級綜合之前的寄存器傳輸級(RTL)和行為級設計本身就是層次化和功能化的描述模塊，門級綜合保留了這一層次化信息和功能化信息，因此無需在技術上確定功能和設計層次，劃分只需要層次化的遍歷設計即可。

步驟105、從未進行低功耗優化的模塊/區域列表中取出一個模塊/區域，進行電路分析和仿真結果分析。該分析的流程如圖2所示，包括：

步驟1051、對電路進行關鍵信號流路徑分析以確定電路的關鍵路徑。具體通過人工指定關鍵信號或以最長路徑自動分析出關鍵輸入信號，根據信號在電路建立的有向圖上的傳播確定關鍵信號的傳播路徑，以此為關鍵信號路徑。