转换方程式以优化SoC设计的能效

不久前，功耗在片上系统 （SoC） 设计问题的功耗、性能和面积三元组中遥遥领先。在过去的几年里，功率迅速上升，成为推动 SoC 设计的关键问题。性能可以通过虚拟平台进行分析，硬件原型的抽象建模。面积很容易估算。

任何怀疑电源是移动设备用户持续担忧的人都应该好好看看最近的 JD Power 调查。电池寿命被评为这群智能手机消费者的第一大不满意因素——我们在机场都看到了这一点，因为移动用户在充电站附近徘徊，拼命地争夺为他们的设备充电的位置——但电源建模和分析仍然是SoC 设计中最不发达的解决方案，即使摩尔定律放慢了速度，并且为了补偿，在设计中增加了功耗复杂性以实现性能目标。能源效率已变得至关重要。

虽然半导体行业已经超越了 Excel 电子表格来计算功耗，但它仍然依赖于很少或根本没有自动化的临时工具。示例从没有任何实现路径的抽象功率模型到针对门级或更高版本的后期工具，当更改困难且成本高昂时。所有这些都非常缓慢并且非常无效。

我们可以做得更好，以充分优化 SoC 设计的能效，特别是对于汽车、物联网 （IoT）、移动、网络和服务器等高增长市场。硬件开发人员和软件工程师都需要一种精确的方法来了解其系统中的功耗细节以及如何提高设计和软件的能效。

查看项目组对功率分析和建模工具的愿望清单是有启发性的，并且可以从提供更高准确性的更快解决方案开始。该解决方案必须可用于硬件/软件协同设计，以优化低功耗设计。电源和热管理也很重要。对动态和静态功耗的支持很重要，就像在设计的寄存器传输级别 （RTL） 和网表描述中一样。

需要一个完整的解决方案来解决广泛的用例。这些包括：

降低硬件功耗

更改软件以优化电源管理

电源签核

IR 压降分析（电网验证）

安全漏洞

今天的项目组是硬件开发人员和软件工程师的混合体，重点是软件工程师，这意味着该工具应该被构建为在设计周期的早期使用。在设计周期中左移为他们提供了更大的机会来优化功率并获得更好的能源效率。

嵌入式软件工程师需要一种能够提供在设计上运行真实软件场景的性能的解决方案。否则，他们无法理解他们的软件如何与与功耗相关的硬件进行交互。不幸的是，当前的功率分析解决方案速度太慢，无法满足软件工程师的需求。

通过使用安全 IP 的侧通道攻击了解安全漏洞是现有解决方案无法解决的另一个领域。同样，功率分析工具的性能对于运行许多长期场景以发现漏洞并修复它们至关重要。

遵循项目组的愿望清单应该是设计工具公司改变方程式并为他们提供所需的电动工具的首要任务。拥有一个既能达到运行各种现实场景所需的速度又能提供高准确性的解决方案将使项目组能够快速发现电源问题并确定在哪里进行修复。

审核编辑：郭婷