请问用如下公式估计SRAM的功耗是否正确

ttxs2009

我的mem generator的数据是这样的：
# sram_sp_adv words=1600 bits=32 mux=8
# drive=6 frequency=100.000
# ring width=2
# ema=on
name          ff_1.32v_-55c        ff_1.1v_-55c        tt_1.2v_25c        ss_1.08v_125c   
S        N        N        N        N
geomx         494.030       494.030       494.030       494.030   
geomy         250.475       250.475       250.475       250.475   
ring_size     3.040         3.040         3.040         3.040     
volt          1.320         1.100         1.200         1.080     
temp          -55.000       -55.000       25.000        125.000   
tcyc0         0.443         0.524         0.657         1.075     
tcyc1         0.503         0.596         0.746         1.224     
tcyc2         0.586         0.695         0.871         1.432     
tcyc3         0.620         0.735         0.920         1.517     
tcyc4         999.000       999.000       999.000       999.000   
tcyc5         999.000       999.000       999.000       999.000   
tcyc6         999.000       999.000       999.000       999.000   
tcyc7         999.000       999.000       999.000       999.000   
ta0           0.323         0.401         0.577         0.978     
ta1           0.382         0.473         0.666         1.127     
ta2           0.466         0.572         0.791         1.336     
ta3           0.499         0.612         0.841         1.420     
ta4           999.000       999.000       999.000       999.000   
ta5           999.000       999.000       999.000       999.000   
ta6           999.000       999.000       999.000       999.000   
ta7           999.000       999.000       999.000       999.000   
tas           0.125         0.150         0.186         0.306     
tah           0.007         0.013         0.009         0.019     
tcs           0.182         0.215         0.252         0.416     
tch           0.000         0.000         0.000         0.000     
tws           0.098         0.106         0.129         0.200     
twh           0.000         0.000         0.000         0.000     
tds           0.057         0.058         0.073         0.111     
tdh           0.017         0.028         0.029         0.037     
tckh          0.019         0.026         0.030         0.053     
tckl          0.160         0.191         0.425         0.390     
tckr          1.000         1.000         1.000         1.000     
icap_a        0.043         0.040         0.043         0.044     
icap_d        0.020         0.018         0.019         0.019     
icap_clk      0.100         0.095         0.102         0.102     
icap_cen      0.025         0.024         0.025         0.025     
icap_wen      0.026         0.025         0.026         0.026     
load_q        0.302         0.282         0.460         0.592     
icc0          4.241         3.327         3.626         3.137     
icc1          4.680         3.690         4.108         3.538     
icc2          4.961         3.915         4.350         3.761     
icc3          5.064         4.001         4.427         3.848     
icc4          5.526         4.375         4.836         4.166     
icc5          5.638         4.471         4.973         4.245     
icc6          5.770         4.579         5.072         4.324     
icc7          5.857         4.639         5.124         4.398     
icc_r0        4.934         3.955         4.253         3.634     
icc_r1        5.578         4.385         4.840         4.115     
icc_r2        5.988         4.714         5.194         4.439     
icc_r3        6.139         4.839         5.306         4.566     
icc_r4        6.816         5.387         5.903         5.030     
icc_r5        6.980         5.526         6.102         5.145     
icc_r6        7.174         5.685         6.248         5.261     
icc_r7        7.302         5.774         6.324         5.369     
icc_w0        3.548         2.698         2.999         2.639     
icc_w1        3.783         2.994         3.376         2.961     
icc_w2        3.934         3.115         3.507         3.083     
icc_w3        3.989         3.162         3.549         3.130     
icc_w4        4.236         3.364         3.769         3.301     
icc_w5        4.296         3.415         3.843         3.345     
icc_w6        4.366         3.473         3.896         3.387     
icc_w7        4.412         3.505         3.924         3.426     
icc_peak      142.105       101.024       90.692        51.812   
icc_desel     8.39E-1       6.47E-1       7.52E-1       7.17E-1   
icc_standby    6.76E-1       2.73E-1       6.86E-1       9.05E-1   
pwn_ck        10.000        10.000        10.000        10.000   
vn_ck         0.338         0.329         0.333         0.293     
vn_pwr        0.132         0.110         0.120         0.108     
vn_gnd        0.132         0.110         0.120         0.108

ttxs2009

手册里面的关于power的参数和计算如下图所示：

ttxs2009

请大侠们帮我讲讲这个 I_avg 是如何求得的，公式里的每一项是什么意思。
我只知道第二项是dynamic current，但是这个 bits 和 n 具体是什么意思我不确定。
还有感觉第一项是static current，但是感觉上“static” 对应的应该是DC啊，为什么会是AC current呢？
手册里没具体说明，而且默认读者已懂。小弟真心求大侠们讲解啊，谢谢啊。

yadog

请大侠们帮我讲讲这个 I_avg 是如何求得的，公式里的每一项是什么意思。
我只知道第二项是dynamic current ...
ttxs2009 发表于 2013-7-11 02:37

                               
登录/注册后可看大图

没读过lz的手册，不过就lz的几个问题来看，我想lz给的截图里面已经解释清楚了
Q1:AC current

这个不能望文生义，看table3-11里面，有同样的AC current出现，
其具体定义已经有该表后的注释1,4解释了，看了下，还是解释的比较清楚的；

Q2：n 、 bits
n:这个在Iavg公式上面一句话明示了是number of ports
bits:我想可以望文生义一次，应该指的是数据宽度

供参考！

ttxs2009

回复 4# yadog


    多谢版主大人回复。
    AC Current 是由 Write AC Current 和 Read AC Current 按照各50%取平均得来的。
    请问这个 icc 即 AC Current 到底是个什么电流呢？
    大学教科书上一般动态功耗物理意义明确 P=C*V^2*F，所以第二项叫做dynamic current。于是感觉第一项icc就代表了“静态功耗”。
    可是以上手册明确说了icc是AC Current，而不是DC也不是leakage。于是我就对第一项的物理意义产生了疑问。
   
    另外，经过我的计算，从截图中得到 icc=3.6mA，C=0.005pF(一个反相器)，V=1.2V， F=100MHz，算得总的 I_avg 基本全是 icc 而第二项可 以忽略！！如果以上数字选对了的话，那么SRAM的dynamic power竟然可以忽略，感觉不对劲。
    我理解力比较差，请高手莫怪：-）

ttxs2009

I_avg = AC_Current + 0.5*C*V*F*bit*n

一般SRAM的AC Current指的是什么电流呢？
直观地理解：AC 是动态的意思，所以AC Current是动态电流，对应dynamic power。
但实际上： 这一项是和 C*V*F （对应动态功耗）分开的，说明它是另一个东西，不明其物理意义啊。
我在网上查，印象中有人称这个电流为 static current。
我目前的理解是，由于对SRAM的操作，理论上就是2部分：
1）decoder选择一条word线；
2）bit线和bit_b线负责对6-T cell 读写；
难不成AC current是对应 1），而0.5*C*V*F*bit*n对应2）吗？

ttxs2009

回复 6# ttxs2009


    I_avg = AC_Current + 0.5*C*V*F*bit*n

一般SRAM的AC Current指的是什么电流呢？
直观地理解：AC 是动态的意思，所以AC Current是动态电流，对应dynamic power。
但实际上： 这一项是和 C*V*F （对应动态功耗）分开的，说明它是另一个东西，不明其物理意义啊。
我在网上查，印象中有人称这个电流为 static current。

我目前的理解是，由于对SRAM的操作，理论上就是2部分：
1）decoder选择一条word线；
2）bit线和bit_b线负责对6-T cell 读写；
难不成AC current是对应 1），而0.5*C*V*F*bit*n对应2）吗？

yadog

看上去lz比较纠结于具体的物理意义

从通常意义上看，SRAM的功耗可以划分为两大块：
1>待机功耗；
2>操作功耗；
对于SRAM来说，相对于操作功耗，待机功耗可以忽略不计。

待机功耗可以对应于lz截图中的standby部分，我想这个可以理解为严格意义上的静态功耗——即对
SRAM不进行任何读写操作下的功耗；

显然Iavg就是操作功耗，操作功耗具体又可以划分为两部分，读写操作平均等效功耗及与硬件设计特性相关联的功耗。

读写操作平均等效功耗应等效于文中的AC current，因为这部分不太依赖于硬件特性；
硬件设计特性相关联的功耗，C、V、F、BITS、n无一不与硬件特性相关。

也许这样理解，可以与物理特性结合的比较紧密

供参考！

ttxs2009

回复 8# yadog
多谢版主细致的讲授，受益匪浅 ：-）
”读写操作平均功耗“ 与 ”硬件设计特性相关联的功耗“，这两个概念是独立的没有交集的吗？
感觉应该是，不然无法直接相加。
按照普通数字电路的分析主要在动态功耗P=CV^2F，是由于cell或者门开关时的电容充放电，所以我肯定第二项对应的就是这个功耗，也就是版主所说的”硬件设计特性相关联的功耗“。我怎么感觉”读写操作平均功耗“这个概念就已经包括这一项了呀。

据我计算F=100MHz时，第二项（C V F）比第一项（AC Current）小了一个数量级，这与我对普通数字电路功耗的认识不符，抑或SRAM本来就和普通数字电路不同？

AC Current是和应用方式有关，（比如25%的读和75%的写，与80%的读和20%的写算出来的AC Current是有区别的） 而第二项就和User多少读多少写没有关系。 如果望文生义”读写操作平均功率“=AC Current的话，那么它就是代表全部的功率啊，我都想把第二项省略掉了，但是假如 F=1GHz 第二项又会很大（和读写占百分之几无关）便无法忽略掉了。。。。。。

我还是有些纠结I_avg是怎么划分成这两项的。

ra3d

不懂，帮顶。。。