低功耗设计——UPF简介及编写流程

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前言

可以把芯片设计粗略分为三个部分：功能、时序和电源，它们分别对应RTL(functional behavior)、SDC和UPF(power behavior)三种设计文件。前端工程师对RTL和SDC是非常熟悉的，但是UPF（SNPS叫UPF，Cadence叫CPF）更多地是跟后端相关。

一、UPF定义

UPF(Unified Power Format) is a power intent format. UPF的作用是基于工具命令语言(tcl)把功耗设计意图（power intent）传递给EDA工具，从而帮助实现物理设计。因为RTL只能实现功能设计，对于功耗设计意图则需要通过UPF实现，下面是两者的区别。

Power intent用于描述芯片工作的『电特性』，包括工作电压、电压的开关、芯片的power state(such as run/standby/retention/shutdown)、低功耗cell插入的策略等。

二、UPF术语

1. Power Domain

2. Power Supply Network

3. Power State table

4. Special Cells for Low Power Techniques

Level Shifter

Isolation Cell

Retention Register

Power Switch

Always_On Logic

三、UPF流程

1. determine power intent

2. define power domains

3. define supply network

4. define supply sets power states

5. define power management strategies

Level Shifting

Isolation

State Retention

Power Switches

四、UPF实例

五、IEEE 1801(UPF) Key Command Subset

总结

UPF 语言提供了一种描述芯片功耗要求的方法， 能表述出IC 电路低功耗设计的供电意图，比如描述电压域、电压域的供电端口、电压域的电压变换、电压域的供电电压、电压域之间怎样加入低功耗元件，以及定义电路的电源网络、电源线间的行为等等。UPF 的运用贯穿低功耗电路始终，比如仿真验证、逻辑综合、物理实现、等价性验证和最终签核(SignOff)等。