PTPX功耗分析实战, 附VCD/SAIF/FSDB的区别

sinbad

本文转载自微信公众号【RTL2GDS】(微信号：rtl2gds)

这是一篇PTPX进行功耗分析的实战文章，介绍了主要的命令和选项，以及对反标翻转率的解析，不同波形文件的比较。

PTPX功耗分析

PT如果report_power需要额外的PTPX的licence，可以通过以下变量打开：

set_app_var power_enable_analysis true （默认是false）

用PT做平均功耗分析，分三种情况：
（1）假如有波形文件：最理想的情况是能提供后仿产生的VCD/SAIF文件，通过read_vcd/read_saif将真实的翻转率反标到Net上，然后通过report_switching_activity检查反标率，然后report_power报功耗值。

（2）人为设置翻转率：根据经验值，通过set_switching_activity/set_case_analysis来设置register，clock gate以及memory/blackbox的翻转率，这个经验是从以往项目的仿真得到的，然后通过以下类似下面的命令设置：
reset_switching_activity (重置之前设置的翻转率)
set_switching_activity [get_pins -of_object [all_registers]] -toggle_rate 0.5 -static_probability 0.5 -base_clock * （设置register的翻转率）
set_switching_activity -type black_boxes -toggle_rate 0.1 -static_probability 0.5 -base_clock * -hierarchy （设置blockboxs上的翻转率）
set_switching_activity -toggle_rate 0.5 -static_probability 0.5 -base_clock * [remove_from_collection [all_inputs] [get_port -filter "is_clock_used_as_clock == true"]] （设置Input上的翻转率）
set_switching_activity [get_pins -of_object [get_cells -hierarchical * -filter "ref_name =~ *ICG*"]] -toggle_rate 0.5 -static_probability 0.5 -base_clock * （设置clock gate上的翻转率）
set_case_analysis 1 [get_ports *reset*] （使reset信号不翻转，准静态信号）
set_switching_activity -toggle_rate 0 -static_probability 1 -base_clock * [get_port *reset*]

（3）使用默认翻转率：最不济的方式就是使用工具默认的翻转率了，通过下面3个变量可以设定。
set_app_var power_default_toggle_rate 0.5 (默认值为 0.1）
set_app_var power_default_static_probability 0.5 (默认值为0.5)
set_app_var power_default_toggle_rate_reference_clock fastest (默认值related)

在PT中report_switching_activity会报出所有Nets的switching activity来源的统计数据：



上图中每一列所表示的含义如下：

From Activity File :
The switching activity value is from a SAIF or VCD file， 在read_vcd或者read_saif时要注意通过-stripe_path选项指定合适的hierarchical层次，否则activity反标不上。
From SSA :
The switching activity value set by using the set_switching_activity command.
From SCA :
The switching activity set by using the set_case_analysis command.
From clock :
The switching activity set by using the create_clock command.

Default:
对于用户没有指定的翻转率的Net，PT会使用默认的翻转率

Propagated：
The switching activity  from propagation engine

Implied:
Switching activity from simple automatic propagation of activity through buffers and inverters

Not Annotated:
没有反标翻转率的Net，需要特别注意，一般要求在update_power或者report_power之后，这部分占比应该很低甚至为0，如果有大量没有翻转的Net，会影响report_power的准确率，可以通过以下下命令打印出来分析：
report_switching_activity -list_not_annotated
get_switching_activity ...

当然PTPX也支持time_based功耗分析，通过以下选项开启：

set_app_var power_analysis_mode time_based (默认值为averaged)

在该模式下，需要提供VCD（注：SAIF文件不行），工具会分析峰值功耗，并生成功耗波形等。

VCD，SAIF，FSDB的区别

VCD: Value/Variable Change Dump

• It is an event-based format that contains every value change for the signals in the design and the time at which they occurred.
• VCD is supported in both the averaged and time-based analysis modes，是国际标准格式
• Gate-Level VCD和RTL-Level VCD都可以，但是使用RTL-Level VCD时，需要进行name mapping (set_rtl_to_gate_name)。
• VCD文件示例：http://en.wikipedia.org/wiki/Value_change_dump
  

SAIF: Switching Activity Interface Format

• It captures signal transitions and the time spent at each logic level. The SAIF file contains the toggle counts and static probabilities for the nets in the design.
• SAIF is supported only in the averaged power analysis mode.
• 有些工具，比如ICC/ICC2，只支持SAIF文件，需要将VCD转换成SAIF文件，在PT安装目录下有一个utility：
  
  • vcd2saif -input vcd_file -output saif_file ...
    

FSDB: Fast Signal DataBbase

• 类似于VCD的波形文件，去除了VCD中的冗余信息，数据量小很多，提高了仿真的速度，Synopsys的仿真工具支持较多。
  

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lbt556653

学习了

timchen0716

学习了，谢谢

saintgang

学习了，多谢

helen_wang85224

学习了

Roysunal

mark 多谢

Ashanner

赞，解释的很清楚，感谢

AlexLee1993

Thank for your sharking

yeeluck

mark   

saicom

学习了