[發明專利]用于預測和管理半導體器件功率和能量使用的系統和方法

在審

• 申請號: 202011339273.0
• 申請日: 2020-11-25
• 公開（公告）號: CN112835308A
• 公開（公告）日: 2021-05-25
• 發明（設計）人: 勞倫斯·克勞爾;尼納德·胡伊高爾
• 申請（專利權）人: 智能能源系統公司
• 主分類號: G05B19/042
• 分類號: G05B19/042
• 代理公司: 北京安信方達知識產權代理有限公司 11262
• 代理人: 楊明釗;姜曉霞

本申請公開了用于預測和管理半導體器件功率和能量使用的系統和方法。用于修改半導體器件的功率使用的方法包括在一個或更多個處理器處接收半導體器件的模擬的活動流，該活動流包括信號流。使用一個或更多個處理器，從活動流中識別集成電路動作，每個集成電路動作表示半導體器件完成的工作的抽象。處理器確定與集成電路動作相關聯的一個或更多個值。針對半導體器件生成功率使用的模型，該模型至少部分基于識別的集成電路動作和相關聯的值。基于模型的輸出，修改半導體器件的功率使用。還公開了與確定、建模和預測半導體器件的功率/能量使用相關的其他方法和系統。

相關申請的交叉引用

本文件要求于2019年11月25日提交的美國臨時專利申請第62/940,094號的優先權，該申請題為“Method for Building Action-based Models of Energy and Power inSemiconductor Designs”，其發明人為Lawrence Crowl和Ninad Huilgol，該申請的公開內容在此通過引用整體并入本文。

背景

1.技術領域

本文件的各方面大體上涉及預測半導體器件中的能量和功率使用。

2.背景技術

功率是對半導體器件的戰略風險，因為產品的成功可能與功率直接相關。降低功率通常可以改進包括半導體器件的數字產品。電池壽命不足會使產品在市場上不受歡迎。低功率產品需要更少的冷卻硬件，這降低了成本。高功率峰值需要更昂貴的電源。高功率峰值會降低電源的可靠性。高功率密度會有熱斷裂的風險。

本領域中存在一些用于預測半導體器件的功率和能量使用的方法。這些幫助有限。它們通常依賴于對晶體管柵極活動的分析。這導致它們緩慢，并且具有有限的分析覆蓋面。它們通常對確定根本原因沒有幫助。它們通常不與軟件模擬器一起工作，并且它們對于通過模擬探索不同的解決方案沒有幫助。

概述

用于修改半導體器件的功率使用的方法的實現方式可以包括：在一個或更多個處理器處，接收半導體器件的模擬的信號活動流，該信號活動流包括信號流；以及使用一個或更多個處理器：識別信號活動流內的集成電路動作，其中每個集成電路動作表示半導體器件所做工作的抽象；其中處理器至少部分基于信號流來識別集成電路動作；確定與集成電路動作相關聯的一個或更多個值；生成半導體器件的功率使用模型，該模型至少部分基于所識別的集成電路動作和相關聯的值；以及基于模型的輸出，修改半導體器件的功率使用。

用于修改半導體器件的功率使用的方法的實現方式可以包括以下一個或更多個或全部：

一個或更多個值可以由一個或更多個處理器直接從信號流中獲得。

可以使用邏輯和/或數學運算根據一個或更多個常數和信號計算至少一個值。邏輯和/或數學運算可以包括：硬件描述語言操作；一個或更多個信號的總體計數；和/或將一個值與另一個值相關聯，并使用該關聯來識別集成電路動作。

識別集成電路動作的步驟可以由形式自動機(formal automaton)來執行。形式自動機可以是：由一個或更多個用戶手動生成的；基于半導體器件的電路設計規范計算出的；和/或使用信號列表來計算出的。

半導體器件的模擬可以是提供信號活動跟蹤的模擬。

識別集成電路動作的步驟可以包括使用來自先前信號流的先前識別的集成電路動作。