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Power Aware Verification

전력 인식 솔루션을 통해 디자인을 구동하는 방법

멘토의 전력 인식 검증 솔루션을 통해 디자이너는 RTL 레벨에서 전력 관리 기법의 기능적인 측면을 검증하여 시간 및 노력에 투입되는 비용을 대폭 절감할 수 있습니다. 전력 인식 검증은 일반적인 RTL 코딩 스타일로 작동하므로 디자이너는 상태 데이터에 대한 게이트 레벨 보유 셀을 수동으로 인스턴스화할 필요가 없으며, 전력 제어 네트워크를 RTL 기능 사양과 밀접하게 엮을 필요도 없습니다. 따라서 RTL 코드를 수정하지 않고도 레거시 RTL 블록을 손쉽게 재사용하고, 대상으로 지정된 전력 인식 환경과 별개로 새로운 재사용 가능한 블록을 생성할 수 있습니다.

전력 인식 검증을 통해 수행하는 기능은 다음과 같습니다.

  • RTL 디자인을 통해 추론되는 모든 순차 소자(Sequential Element) 식별(레지스터, 래치 및 메모리)
  • 전력 제어 네트워크로 RTL 디자인 오버레이
  • 적절한 보유 셀 모델 동작 유도
  • 전력 하강 및 상승 상황에서 지정된 저전력 디자인 계획을 나타내도록 디자인 동작을 동적으로 수정

전력 인식 검증 실행

저전력 디자인 사양과 RTL 기능 사양을 통합한 후에도 디자인은 정상적으로 시뮬레이션됩니다. 일반적으로 소프트웨어 전력 관리 시스템을 모방한 테스트벤치는 다양한 시스템 전력 상태를 통해 전력 관리 블록(PMB: Power Management Block)을 실행하게 됩니다. PMB는 파워 서플라이를 전환하고, 절연을 활성화 또는 비활성화하고, 클록을 게이팅하고 저장 및 복원 프로토콜을 실행하는 방식으로 이러한 시스템 상태를 구현합니다.

테스트벤치는 PMB로 인해 특정 도메인의 전력이 하강하는 동안에도 디자인의 ‘인지(Awake)’ 부분이 계속해서 올바르게 작동하는지 확인할 수 있습니다. PSL 또는 SVA로 작성된 assertion을 사용하면 전력 상승/하강, 보유 및 절연에 대한 올바른 시퀀스를 확인할 수 있습니다. 또한 이러한 assertion은 다양한 시스템 전력 상태에서 디자인의 ‘인지’ 부분이 올바르게 작동하는지 확인하는 데 사용할 수도 있습니다.

테스트 자극을 기반으로 한 전력 관리 전략에 따라 전력 도메인을 켜야 하는 것으로 결정되면 PMB는 이전에 꺼져 있던 전력 도메인에 전력을 공급하고 순차 소자에 대해 보유한 값을 복원하도록 신호를 통해 알립니다. 검증을 통해 전력 도메인이 알려진 양호한 상태이며 전체 시스템이 계속 정상적으로 작동할 수 있는지 지속적으로 확인하게 됩니다.

최종적으로, 전력 인식 검증을 통해 전력 아키텍처 및 구현의 기능 버그를 잡도록 해줍니다.

  • 전력이 복원될 때 기능을 복원할 수 있을 만큼 충분한 상태 정보를 보유하지 못함
  • 출력 값에 의존
  • 다른 전력 도메인의 상태 기기와 상호 작용하여 데드락(Deadlock) 또는 라이브락(Livelock) 상황을 만드는 상태로 복원되는 경우 문제 발생
  • PMB에 의한 부적절한 저장 및 복원 작업 시퀀싱
  • 비보유성(Non-retentive) 블록에 대해 전력 가동 시 블록을 알려진 양호한 상태로 리셋하지 못함
  • 비작동 바이어스 전력 상태의 도메인 동작

기술 팁

디자인의 특정 영역에서 전력이 하강하는 경우 대개 전력이 복원되면 디바이스가 올바른 작동을 재개할 수 있도록 순차 소자의 상태를 보유해야 합니다. 게이트 레벨에서는 보유 기능을 제공하는 특수한 보유 플립-플롭(flip-flop) 및 래치(latch)가 사용됩니다. RTL 레벨에서 시뮬레이션을 수행하는 경우 동작 전력 인식 모델을 생성해야 합니다. 이러한 모델은 게이트 레벨 보유 래치 및 플립-플롭의 전력 인식 동작을 모방합니다.

디자이너는 RTL 레벨에서 UPF map_retention_cell 문을 사용하여 디자인의 특정 영역 또는 소자에 보유 동작을 매핑할 수 있습니다. 그러면 시뮬레이터는 지정된 모델을 사용하여 지정된 소자에 대한 보유 동작을 제공하게 됩니다. 이렇게 하면 RTL 코드를 변경하지 않고 보유 전략의 정확성을 검증하는 메커니즘을 얻을 수 있습니다.

More Information

Low Power Solutions

Electronic System Level

멘토에서 최근 발표한 신세대 툴로 초기 디자인 탐색 단계에서 높은 모델링 정확도와 시뮬레이션 성능을 자랑합니다.

Power Aware Verification

멘토의 전력 인식 시뮬레이션은 디자이너들이 RTL에서 전력 관리 기술을 기능적으로 검증해 볼 수 있게 하고 시간과 노력면에서 비용을 현저하게 줄일 수 있게 합니다.

IC Implementation

멘토의 P&R 솔루션인 Olympus-SoC는 UPF-compliant로 배치, 라우팅 및 최적화 등의 저전력 디자인의 다양한 유형을 다룰 수 있습니다.

Low Power Resources

Low Power Design and Verification Techniques

techpub: 이 문서는 저전력 디자인 및 검증의 기본 요소를 기술하고 어떻게 UPF(Unified Power Format)로 인해 혁신적인 기술과 함께 전력 인식 검증을 가능하게 되는지 설명합니다.
Techpub 보기

Olympus-SoC

Technology Overview: Olympus-SoC™은 Variability IC implementation 솔루션을 위한 업계 최고 디자인으로 65nm, 45nm의 문제점을 해결하기 위해 개발되었습니다.
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