【技术实现步骤摘要】
本专利技术属于集成电路设计验证领域的功耗优化技术，具体涉及一种多功能通用型功耗场景捕捉装置及其应用方法。
技术介绍
1、功耗与性能、面积一起（即ppa: performance power and area）是衡量集成电路——尤其是手机芯片、物联网芯片、嵌入式芯片等——设计的三大主要考核指标，高效、准确的功耗评估对集成电路设计的重要性不言而喻。常用的功耗评估目标有峰值功耗、平均功耗、典型功耗（即典型应用下的平均功耗）、功耗斜率等。其中，峰值功耗、平均功耗分别为芯片所有可能的应用情景下的最大及平均功耗，而典型功耗为典型应用情景下的平均功耗。功耗斜率则指功耗变化缓急，主要影响电源网络设计。
2、目前，主要的功耗分析方法分正向计算与反向推演两种。其中，正向推算又分两种，第一种是通过某种方法获得目标评估目标所需波形，然后通过powerartist、joules等专用功耗计算软件计算出具体的功耗值，第二种是通过某种方法（或根据经验）设定某固定翻转率值，然后通过powerartist、joules等专用功耗计算软件计算出具体的功耗值；反向推演则是根据已有芯片的实际功耗值及多种设计信息、待验证设计（dut: design undertest）的多种详细设计信息，通过等比推演的方式推算出dut的功耗值。这几类方法各有所长，目前在业内均有采用。
3、在功耗的正向计算流程中，波形文件或翻转率信息的准确性、高效性，直接影响功耗评估结果的准确性与高效性。某些测试情景下，可通过精简测试激励进而获得全周期波形，进而计算出峰值功耗、典
4、目前，业内主要的功耗评估手段是用ius、vcs等软件仿真器运行测试激励并计算所有波形及翻转率，然后人工选取一段或数段波形，用于峰值功耗或平均功耗的计算。在硬件仿真加速器方面，palladium系统硬件仿真加速器为功耗评估分别提供了ntc（normanltoggle count，普通翻转率计算）、wtc（weighted toggle count，带权重的翻转率计算）、ftc（fast toggle count，快速翻转率计算）等多套功耗评估方法，基本思想是通过软件在线计算或硬件资源在线计算的方式获得每个周期的翻转率信号，然后通过各种方式，将翻转率信息反馈给用户，用户经过处理后选定目标功评估目标景所需的波形，然后进行第二次仿真，抓取对应的波形数据。zebu仿真加速器获得翻转率信息的方式也差不多，但与palladium相比，用户对其所计算获得的翻转率的处理方式上首先很多，但它可以借助verdi、siloti等工具，灵活地考虑工艺库对功耗地贡献，以及将rtl（寄存器传输级）电路所获得的波形数据应用到网表功耗的计算中。veloce硬件仿真加速器件也有相似于palladium上ntc的功耗评估流程。随着国产eda工具的需求日益迫切，近两年国产软件仿真器及硬件仿真加速的研发沉陷雨后春笋般的萌发，但基本均处于萌芽或概念设计阶段，目前来看，其功耗评估流程还处于探索与借鉴阶段。
5、除此之外，无论是基于专门的功耗测试程序还是基于标准测试激励，功耗评估精度、效率还与测试激励的好坏密切相关，因此，测试激励的分析、优化及选取，也是一项重要的工作，这需要有基于诸多功耗目标场景的dut波形以协助分析。
6、对于峰值功耗，无论是ius、vcs还是pld、zebu、veloce等，波形的选取都无法摆脱人的干预，自动化程度太低。对于pld、zebu、veloce等，可能需要运行两遍才能获得所需波形，效率太低，当测试过程中存在网卡等外设、有串口输入等随机因素时，甚至无法准确获得目标功耗所需波形，效率较低。对于平均功耗，现有技术仅能采取多样求平均，但采样缺乏衡量指标，随机性太大；对于程序分析优化与选择，对于现有技术只能采用“仿真-离线分析-仿真”的方式，效率太低。
技术实现思路
1、本专利技术要解决的技术问题：针对现有技术的上述问题，提供一种多功能通用型功耗场景捕捉装置及其应用方法，本专利技术旨在既能准确捕捉峰值功耗，又能为根据平均功耗计算提供相对科学的波形数据及翻转率信息，同时还可为程序分与优化与选取提供各种目标功耗场景波形、翻转率等信息，在保证准确性的情况下，一遍仿真即可获得所有数据。
2、为了解决上述技术问题，本专利技术采用的技术方案为：
3、一种多功能通用型功耗场景捕捉装置，包括进程封装部件和装置内核两部分，所述进程封装部件用于基于仿真器将用户需求的命令打包封装以用于对装置内核进行功能配置、信息读取和模式选择，所述装置内核用于在收到封装的命令后对一个或多个被测设计部件dut的翻转率进行收集、缓存、多粒度柔化处理、峰值点甄别，以及根据功耗目标执行针对翻转率的处理结果进行选择性信息输出。
4、可选地，所述进程封装部件用于基于仿真器将用户需求的命令打包封装所涉及用户需求的命令包括串口输入命令、局部模式进入命令、局部模式退出命令、全局功能配置命令、局部功能配置命令、全局平均翻转率查看命令，其中串口输入命令用于模拟串口输入，局部模式进入命令、局部模式退出命令分别用于显示局部模式的进入和退出，全局功能配置命令用于配置全局模式的参数，局部功能配置命令用于配置局部模式的参数，全局平均翻转率查看命令用于查看全局平均翻转率，所述局部模式是指针对测试程序的某个代码段或子程序进行功耗捕捉，所述全局模式是指针对整个测试程序进行功耗捕捉。
5、可选地，所述装置内核包括：功能控制模块，用于通过内置的配置寄存器提供用于选择输出信息的功能控制信息；翻转率fifo阵列，用于缓存多个待验证设计dut的翻转率；多粒度翻转率柔化处理阵列，用于对多个被测设计部件dut的翻转率做柔化处理以消除功耗峰刺；局部平均处理部件，用于计算某个程序段或子程序的平均翻转率；全局平均处理部件，用于计算整个测试过程的平均翻转率；全局峰值甄别处理部件，用于甄别整个测试过程中的翻转率峰值点；局部峰值甄别处理部件，用于甄别某个程序段或子程序的翻转率峰值点；信息处理部件，用于根据功能控制模块提供的功能控制信息将局部平均处理部件、全局平均处理部件、全局峰值甄别处理部件、局部峰值甄别处理部件的结果选择输出；所述功能控制模块与信息处理部件相连，所述翻转率fifo阵列的输出端分别与多粒度翻转率柔化处理阵列、局部平均处理部件、全局平均处理部件、全局峰值甄别处理部件以及局部峰值甄别处理部件的输入端相连，所述局部平均处理部件、全局平均处理部件、全局峰值甄别处理部件本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种多功能通用型功耗场景捕捉装置，其特征在于，包括进程封装部件和装置内核（1）两部分，所述进程封装部件用于基于仿真器将用户需求的命令打包封装以用于对装置内核（1）进行功能配置、信息读取和模式选择，所述装置内核（1）用于在收到封装的命令后对一个或多个被测设计部件DUT的翻转率进行收集、缓存、多粒度柔化处理、峰值点甄别，以及根据功耗目标执行针对翻转率的处理结果进行选择性信息输出。
2.根据权利要求1所述的多功能通用型功耗场景捕捉装置，其特征在于，所述进程封装部件用于基于仿真器将用户需求的命令打包封装所涉及用户需求的命令包括串口输入命令、局部模式进入命令、局部模式退出命令、全局功能配置命令、局部功能配置命令、全局平均翻转率查看命令，其中串口输入命令用于模拟串口输入，局部模式进入命令、局部模式退出命令分别用于显示局部模式的进入和退出，全局功能配置命令用于配置全局模式的参数，局部功能配置命令用于配置局部模式的参数，全局平均翻转率查看命令用于查看全局平均翻转率，所述局部模式是指针对测试程序的某个代码段或子程序进行功耗捕捉，所述全局模式是指针对整个测试程序进行功耗捕捉。
...【技术特征摘要】
1.一种多功能通用型功耗场景捕捉装置，其特征在于，包括进程封装部件和装置内核（1）两部分，所述进程封装部件用于基于仿真器将用户需求的命令打包封装以用于对装置内核（1）进行功能配置、信息读取和模式选择，所述装置内核（1）用于在收到封装的命令后对一个或多个被测设计部件dut的翻转率进行收集、缓存、多粒度柔化处理、峰值点甄别，以及根据功耗目标执行针对翻转率的处理结果进行选择性信息输出。
2.根据权利要求1所述的多功能通用型功耗场景捕捉装置，其特征在于，所述进程封装部件用于基于仿真器将用户需求的命令打包封装所涉及用户需求的命令包括串口输入命令、局部模式进入命令、局部模式退出命令、全局功能配置命令、局部功能配置命令、全局平均翻转率查看命令，其中串口输入命令用于模拟串口输入，局部模式进入命令、局部模式退出命令分别用于显示局部模式的进入和退出，全局功能配置命令用于配置全局模式的参数，局部功能配置命令用于配置局部模式的参数，全局平均翻转率查看命令用于查看全局平均翻转率，所述局部模式是指针对测试程序的某个代码段或子程序进行功耗捕捉，所述全局模式是指针对整个测试程序进行功耗捕捉。
3.根据权利要求1所述的多功能通用型功耗场景捕捉装置，其特征在于，所述装置内核（1）包括：功能控制模块（2），用于通过内置的配置寄存器（10）提供用于选择输出信息的功能控制信息；翻转率fifo阵列（3），用于缓存多个待验证设计dut的翻转率；多粒度翻转率柔化处理阵列（4），用于对多个被测设计部件dut的翻转率做柔化处理以消除功耗峰刺；局部平均处理部件（5），用于计算某个程序段或子程序的平均翻转率；全局平均处理部件（6），用于计算整个测试过程的平均翻转率；全局峰值甄别处理部件（7），用于甄别整个测试过程中的翻转率峰值点；局部峰值甄别处理部件（8），用于甄别某个程序段或子程序的翻转率峰值点；信息处理部件（9），用于根据功能控制模块（2）提供的功能控制信息将局部平均处理部件（5）、全局平均处理部件（6）、全局峰值甄别处理部件（7）、局部峰值甄别处理部件（8）的结果选择输出；所述功能控制模块（2）与信息处理部件（9）相连，所述翻转率fifo阵列（3）的输出端分别与多粒度翻转率柔化处理阵列（4）、局部平均处理部件（5）、全局平均处理部件（6）、全局峰值甄别处理部件（7）以及局部峰值甄别处理部件（8）的输入端相连，所述局部平均处理部件（5）、全局平均处理部件（6）、全局峰值甄别处理部件（7）以及局部峰值甄别处理部件（8）的输出端分别与信息处理部件（9）相连。
4.根据权利要求3所述的多功能通用型功耗场景捕捉装置，其特征在于，所述翻转率fifo阵列（3）中的翻转率fifo为可配置fifo，所述可配置fifo是指深度及宽度可...
【专利技术属性】
技术研发人员：周海亮，邓林，周理，罗莉，荀长庆，石伟，龚锐，冯权友，刘威，王永文，铁俊波，潘国腾，戴子鹏，章曼莎，
申请(专利权)人：中国人民解放军国防科技大学，
类型：发明
国别省市：
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