本发明涉及集成电路功耗测试,具体涉及一种快速评估并口io模拟电路功耗的方法。
背景技术:
1、在ddr、lpddr、onfi等高速并行传输接口(io)协议ip的研发过程中,对于已经开发完成的项目,想要得到不同工作模式、配置及工作速率下的电路功耗,需要进行电路仿真。而整个io电路往往十分庞大,每次需要的仿真时间很长。想要得到多种不同模式、配置及速率下的功耗,特别是对于如今往往需要满足多种协议的高速接口ip来说,需要花费的时间非常长。而对于尚未进行开发的项目,想要评估从现有项目迁移到新工艺后的io电路功耗,往往只能基于技术人员对于不同工艺的经验进行粗略估算,得到的功耗值往往偏差较大。
2、现有技术中,想要得到不同工作模式、不同配置、不同工作速率下的io电路功耗,需要大量的计算资源。例如,对于一个用于lpddr4协议的io模拟电路,需要得到其低功耗、高速写、高速读这3种通常是必须提供的模式下的功耗,每种模式需要配置在3种不同驱动强度与端接电阻的配置组合下,高速模式需要提供在三种不同工作速率下的功耗,则至少需要进行21次仿真。每次仿真的时间会根据io电路的规模以及计算资源的多少而不同。假设每次仿真需要5小时(一个中等规模的io电路利用中等规模的计算资源所需的典型仿真时间),那么加上需要搭建21个不同仿真环境的时间,获得所有功耗结果的时间大约为7天,即需要1.5周才能得到所需的所有功耗数据。一个io项目的模拟开发周期往往在3至6个月,也就是说,需要花费大约6%~12%的时间仅仅在功耗数据的收集上,这是一个庞大的时间与计算资源的消耗。当我们已有某一工艺下的io电路,需要将其迁移到新工艺下时,往往需要对于新项目进行功耗评估。现有的情况下,这种评估通常基于工程师对于新工艺的经验预估。这有两个缺点,一是这种方法非常依赖于具体工程师的个人经验;而是这种评估只能是非常粗略的,与最终迁移后得到的io电路功耗往往有较大的偏差。
技术实现思路
1、本发明的目的是提供一种快速评估并口io模拟电路功耗的方法,该方法能够大大降低获得功耗数据所需的计算资源与时间,并且提供准确评估工艺迁移造成的io模拟电路的功耗变化的方法。
2、一种快速评估并口io模拟电路功耗的方法,包括:
3、将电路配置到预设工作模式进行仿真,测试电路的内部直流功耗;
4、将电路配置到预设工作模式进行仿真,测试电路的内部翻转功耗;
5、通过计算得到电路的对外直流功耗;
6、通过计算得到电路的对外切换功耗;
7、根据所述内部直流功耗、所述内部翻转功耗、所述对外直流功耗和所述对外切换功耗计算电路的功耗值。
8、优选地,所述将电路配置到预设工作模式进行仿真,测试电路的内部直流功耗包括:
9、在低功耗模式下关闭所有发射电路驱动与端接电阻电路,在给定高或低静态数据输入下对电路进行仿真,获取低功耗模式下的电路的内部直流功耗;
10、在高速写模式下关闭所有发射电路驱动与端接电阻电路,在给定高或低静态数据输入下对电路进行仿真,获取高速写模式下的电路的内部直流功耗;
11、在高速读模式下关闭所有发射电路驱动与端接电阻电路,在给定高或低静态数据输入下对电路进行仿真,获取高速读模式下的电路的内部直流功耗。
12、优选地,所述将电路配置到预设工作模式进行仿真,测试电路的内部翻转功耗包括:
13、在高速写模式下关闭所有发射电路驱动与端接电阻电路,在预设工作速率下进行仿真,将得到的功耗值减去相应模式下的内部直流功耗值,得到高速写模式下内部翻转功耗;
14、在高速读模式下关闭所有发射电路驱动与端接电阻电路,在预设工作速率下进行仿真,将得到的功耗值减去相应模式下的内部直流功耗值,得到在高速读模式下内部翻转功耗。
15、优选地,所述根据所述内部直流功耗、所述内部翻转功耗、所述对外直流功耗和所述对外切换功耗计算电路的功耗值包括:
16、在低功耗模式下,根据对外直流功耗与内部直流功耗相加得到低功耗模式下的功耗;
17、在高速写模式下,根据仿真得到的速率dr1下的高速写内部翻转功耗和通过理想电路仿真得到的高速写对外直流功耗与高速写对外切换功耗以及仿真得到的高速写内部直流功耗相加,获得任意数据速率下的高速写模式功耗;
18、在高速读模式下,根据仿真得到的速率dr1下的高速读内部翻转功耗与计算得到的高速读对外直流功耗以及仿真得到的高速读内部直流功耗相加,获得任意数据速率下的高速读模式功耗。
19、优选地,所述通过计算得到电路的对外切换功耗包括:
20、通过预估电路在输出端的寄生电容;
21、计算得到对外切换功耗;
22、如果无法预估电路在输出端的寄生电容,沿用当前工艺下的电容值,计算得到对外切换功耗。
23、优选地,所述将电路配置到预设工作模式进行仿真,测试电路的内部直流功耗包括:
24、如果电路中不存在偏置电流,则比较一个反相器电路的漏电在不同工艺下的大小,通过比例换算出内部直流功耗在新工艺下的值;
25、如果电路中存在偏置电流,则将内部直流功耗分为漏电功耗和偏置功耗两部分计算;
26、漏电功耗用反相器电路评估,偏置功耗用原值,漏电功耗和偏置功耗相加得到新工艺下的内部直流功耗。
27、优选地,所述将电路配置到预设工作模式进行仿真,测试电路的内部翻转功耗包括:
28、在高速写模式下的内部翻转功耗,采用电平转换器电路进行仿真测试;
29、在高速读模式下的内部翻转功耗,如果电路不存在内部翻转功耗,则无需评估内部翻转功耗;
30、如果电路存在内部翻转功耗,则按照各电路架构的特点来具体选取电路模块进行内部翻转功耗测试。
31、优选地,所述内部直流功耗包括在输入数据无翻转时,电路内部静态电流产生的功耗;
32、内部翻转功耗包括输入数据翻转时,电路内部由数据翻转所造成的额外功耗;
33、对外直流功耗包括电路向外部电路供电而产生的功耗;
34、对外切换功耗包括电路向外部供电时由数据翻转所造成的额外功耗。
35、一种快速评估并口io模拟电路功耗的系统,包括:
36、内部直流功耗测试模块,用于将电路配置到预设工作模式进行仿真,测试电路的内部直流功耗;
37、内部翻转功耗测试模块,用于将电路配置到预设工作模式进行仿真,测试电路的内部翻转功耗;
38、对外直流功耗测试模块,用于通过计算得到电路的对外直流功耗;
39、对外切换功耗测试模块,用于通过计算得到电路的对外切换功耗;
40、电路功耗测试模块,用于根据所述内部直流功耗、所述内部翻转功耗、所述对外直流功耗和所述对外切换功耗计算电路的功耗值。
41、一种电子设备,包括:处理器和存储器,所述存储器用于存储计算机程序代码,所述计算机程序代码包括计算机指令,所述电子设备执行一种快速评估并口io模拟电路功耗的方法。
42、本发明的有益效果在于:1.本发明对io模拟电路的功耗进行了功能性解构,将其分为独特的四部分。每一部分或者可以通过理论计算直接得到,或者是可以重复利用的仿真数据。通过对这四部分数据的组合利用,可以得到io模拟电路功耗在各种不同工作模式、配置、速率下的准确值。这四个功耗部分的分割是最佳的分割方式,对任一部分的继续分割都是冗余的,对任意两部分的合并都无法实现对总功耗的合理预估;2.本发明提供了电路迁移至新工艺下时,对于与工艺有关部分的功耗,应选取用来仿真进行功耗换算的模块。对于内部直流功耗,应选取反相器电路;对于高速写的内部翻转功耗,应选取电平转换器电路。这两种电路的选取,都遵循了两个重要原则,一是选取的电路模块要足够简单,能够快速搭出,快速得到仿真结果;二是得到的功耗比例能够准确反映整个电路相应部分功耗在不同工艺下的比例,这两个模块的选取都满足了这两个要求。
1.一种快速评估并口io模拟电路功耗的方法,其特征在于,包括:
2.根据权利要求1所述的一种快速评估并口io模拟电路功耗的方法,其特征在于,所述将电路配置到预设工作模式进行仿真,测试电路的内部直流功耗包括:
3.根据权利要求1所述的一种快速评估并口io模拟电路功耗的方法,其特征在于,所述将电路配置到预设工作模式进行仿真,测试电路的内部翻转功耗包括:
4.根据权利要求1所述的一种快速评估并口io模拟电路功耗的方法,其特征在于,所述根据所述内部直流功耗、所述内部翻转功耗、所述对外直流功耗和所述对外切换功耗计算电路的功耗值包括:
5.根据权利要求1所述的一种快速评估并口io模拟电路功耗的方法,其特征在于,所述通过计算得到电路的对外切换功耗还包括:
6.根据权利要求2所述的一种快速评估并口io模拟电路功耗的方法,其特征在于,所述将电路配置到预设工作模式进行仿真,测试电路的内部直流功耗还包括:
7.根据权利要求3所述的一种快速评估并口io模拟电路功耗的方法,其特征在于,所述将电路配置到预设工作模式进行仿真,测试电路的内部翻转功耗包括:
8.根据权利要求1所述的一种快速评估并口io模拟电路功耗的方法,其特征在于,所述内部直流功耗包括在输入数据无翻转时,电路内部静态电流产生的功耗;
9.一种快速评估并口io模拟电路功耗的系统,其特征在于,包括:
10.一种电子设备,其特征在于,包括:处理器和存储器,所述存储器用于存储计算机程序代码,所述计算机程序代码包括计算机指令,所述电子设备执行如权利要求1至8中任一项所述的一种快速评估并口io模拟电路功耗的方法。
