使用硬件加速仿真进行有意义的功耗分析

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功耗分析和优化逐渐引起人们的重视，以至于大多数 IC 设计团队都在自己的流程中纳入了功率管理步骤和工具。尽管如此，大多数功耗分析仍旧采用验证场景，而这些场景过于基础，并且与实际系统使用严重脱节。本白皮书将解释说明，使用真实的有效载荷为何对于准确估算功耗和执行优化任务而言至关重要。

概述

功耗分析和优化在最近几年逐渐引起了人们的重视，大多数 IC 设计团队现在都会为了功耗管理在自己的流程中纳入功率管理步骤和工具。尽管如此，功耗分析任务往往要基于验证场景，而这些场景过于基础，并且与实际系统使用完全脱节。本白皮书将解释说明，使用真实的有效载荷为何对于准确估算功耗和执行优化任务而言至关重要。之后，我们将会展示 Veloce® 客户如何使用硬件加速仿真来实现可靠性高得多的使用模型，并且利用这一模型，可以更可靠地识别和分析潜在的功耗问题。

有效矢量的激励

在功耗方面，设计人员有着许多不同的目标和关注点。一方面，团队需要确保其芯片的平均功耗足够低，以保证延长电池的续航时间。另一方面，团队的主要关注点可能是预防出现局部感性电压降，该电压降会破坏芯片的功能。但不论哪种情况，使用不够真实的矢量执行任何分析都会导致所得的结论和决定不正确。

功率估算

其中一个使用最普遍的功耗分析任务是估算整个芯片在较长时段内的平均功耗。执行此任务的目的通常是确保凭借低能耗芯片保证延长电池续航时间，节省能源费用和／或简化散热方案，从而获得竞争优势。很显然，通过仿真生成有代表性的有效载荷可能变得极具挑战性，而且很多设计人员都会采用分而治之的方法，这种情况下，他们可以收集不同子模块的数据并组合在一张电子表格中。这种方法是否值得信赖，这是设计团队在从制造厂取回自己的芯片之前苦思冥想的一个问题。

而在其他情况下，人们关注的是峰值功耗（参见图 1）。关于峰值功耗，根据问题的性质，必要的分析可能因空间和时间范围而大相径庭。举个例子，问题可能出在一个局部的快速现象，例如可能在一个时钟周期内发生的电压降（阻性或感性）。或者，也可能是更全局性的问题，例如当电流高于给定阈值的时间超过一定时间（譬如说几毫秒）时所导致的电源完整性违规等。如果关注的是散热问题，需要识别的峰值还可能分布在较宽的范围。而且，如果空间范围小于整个 SoC，则设计人员将需要识别局部热点，并执行层次化或基于底层规划的分析（参见图 2）。

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