redhawk：Low Power Analysis

1.rush current與switch cell

在standby狀態下為了控制leakage power我們選擇power gating的設計方式，使用power switch cell關閉block/power domain的電源。

power switch的基本介紹可見:

低功耗設計-Power Switch

power switch的table中有四種狀態，對應block工作、待機和上電，下電。low power analysis主要分析上電的過程。

上電過程可以看做mos電容充電的過程，所以在這段時間內會產生巨大的充電電流，我們稱作rush current。rush current產生的壓降引起功能錯誤和時序違例，一般使用daisy chain來降低rush current。

rush current的危害與解決方法可見:

低功耗設計-Rush Current

2.Low Power分析流程

Low Power分析的流程如下:

輸入文件可以參考:

redhawk-Input Data Preparation

redhawk-Switch Model

redhawk-STA file

做上電分析需要gsc文件和apl-pwcap文件。

GSC與STA timing file的介紹如下:

redhawk-GSC與STA file

產生pwcap文件可以參考:

redhawk-APL DI FLOW

運行redhawk low power analysis的command file參考:

import gsr GENERIC.gsr

setup design

# Calculate power

perform pwrcalc

setup analysis_mode lowpower

# Power grid extraction

perform extraction -power -ground -c

# Lumped resistance(in Ohms) for package,wirebond

# and pads

# Default values are all 0, i.e no off-chip impact

setup package -power -r 0.005 -l 2.5 -c 5

setup package -ground -r 0.005 -l 2.5 -c 5

setup wirebond -power -r 0.01 -l 2.2 -c 1.42

-ground -r 0.05 -l 1.7 -c 0.2

setup pad -power -r 0.001

setup pad -ground -r 0.001

perform analysis –lowpower

explore design

3.報告分析

報告分析主要看Explore部分

3.1 low power analysis summary & switch turn on movie

3.2 Hotpots - Low Power Check

1）Peak Rampup Current & Rampup Time Checks

2）Battery Current & Demand Current Checks

demand current是經過各門電路的總電流，battery current是經過pad的總電流，區別就是demand current = battery current + decap current，跑rampup的時候，battery比demand大的原因是decap還沒有充電到穩定狀態，所以decap current是負值，decap不僅不會補償demand current, 還會額外從battery漏電流。

3）Differential Voltage Analysis

這部分檢查上電時導致recevier比driver先上電從而產生短路電流的情況，可以看上面rush current危害的介紹。

4）Noise Coupling Check

這部分檢查power up block對周圍always on block產生的noise影響，同樣可以參考上面rush current的危害。

5）Switch Id-sat Check

這部分檢查流經switch cell的電流有沒有超出飽和電流

6）Switch Off State Check

這部分檢查off state狀態下的功耗是否超過on state狀態下漏電功耗的20%，一般控制好switch cell的數量，選用HVT不會有什么問題。

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