用于對集成電路的功率消耗建模的方法和裝置的制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本公開設(shè)及集成電路，并且更具體地，設(shè)及估計集成電路器件的功率消耗的方法 W及支持該方法的裝置。
【背景技術(shù)】
[0002] 現(xiàn)今，隨著與移動設(shè)備相關(guān)的技術(shù)發(fā)展，移動設(shè)備被形成為小尺寸和輕重量。為了 形成小尺寸的該種移動設(shè)備，W下是有必要的；電池具有大容量并且形成移動設(shè)備的集成 電路設(shè)備消耗低功率。
[0003] 為了使集成電路器件消耗低功率，在驅(qū)動集成電路時，需要通過了解浪費功率的 元件而最小化浪費的功率。通過找到浪費（功率）的元件，為了使集成電路設(shè)備消耗低功 率，在先進行根據(jù)用戶情形估計功率消耗量的過程。
[0004] 為了描述集成電路器件的功率消耗量估計過程，對集成電路開發(fā)操作進行粗略地 描述。集成電路是經(jīng)由集成電路的體系結(jié)構(gòu)設(shè)計、W塊為基礎(chǔ)細分體系結(jié)構(gòu)的寄存器傳送 級（register transfer level, RTL)設(shè)計、n設(shè)計和邏輯電路設(shè)計、塊布置設(shè)計、布局設(shè)計 W及執(zhí)行定時的和功率布線仿真的仿真過程來設(shè)計的。在該種情況下，當在體系結(jié)構(gòu)設(shè)計 操作（其是集成電路開發(fā)的初始操作）通過精確功率消耗分析，可得到低功率設(shè)計，可W期 待W最低成本獲得最大效果。
[0005] 為了描述集成電路器件的功率消耗量估計過程，對構(gòu)成集成電路器件的模塊進行 粗略地描述。集成電路器件可W被定義為基于口級、寄存器傳送級或者電子系統(tǒng)級的模塊。 在該種情況下，在系統(tǒng)級中，從仿真速度觀點執(zhí)行功率消耗分析是有效的。然而，存在W下 問題；在傳統(tǒng)系統(tǒng)級中分析功率消耗的技術(shù)在取決于開發(fā)者的經(jīng)驗和對集成電路操作的理 解時精確度惡化并且延長了建模生成時間。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0006] 技術(shù)問題
[0007] 鑒于W上問題已經(jīng)做出本公開，并且本公開可W提供利用集成電路的動態(tài)功率在 短時間內(nèi)W高精確度估計動態(tài)功率消耗量的方法。
[000引技術(shù)方案
[0009] 根據(jù)本公開一方面，一種對集成電路的功率消耗建模的方法包括；了解關(guān)于集成 電路的時鐘選通使能信號的信息；利用時鐘選通使能信號的數(shù)量的變化率確定建模級別； W及根據(jù)建模級別和時鐘選通使能信號的數(shù)量提取功率狀態(tài)并且對功率狀態(tài)中的功率消 耗建模。
[0010] 根據(jù)本公開另一方面，一種集成電路的功率消耗建模裝置包括；信號提取單元，其 了解關(guān)于集成電路的時鐘選通使能信號的信息；建模單元，其利用時鐘選通使能信號的數(shù) 量的變化率確定建模級別并且對由功率狀態(tài)定義單元提取的功率狀態(tài)中的功率消耗建模； W及功率狀態(tài)定義單元，其根據(jù)建模級別和時鐘選通使能信號的數(shù)量提取功率狀態(tài)。
[0011] 有益技術(shù)效果
[0012] 根據(jù)本公開，因為可W僅利用時鐘選通使能信號的數(shù)量來定義功率狀態(tài)，所W可 W快速且精確地估計動態(tài)功率消耗量。此外，根據(jù)本公開，因為可W根據(jù)情形在先確定所請 求的建模級別，所W可W提供根據(jù)情況的準確度。
【附圖說明】
[0013] 圖1是圖示數(shù)字系統(tǒng)中的時鐘選通結(jié)構(gòu)的示圖；
[0014] 圖2是圖示根據(jù)本公開的示例性實施例的集成電路的功率消耗建模裝置的配置 的方框圖；
[0015] 圖3是圖示根據(jù)本公開的示例性實施例的集成電路的功率消耗建模方法的流程 圖；
[0016] 圖4是圖示圖3的獲得時鐘選通使能（clock gating en油le，CGEN)信息的操作 310的流程圖；
[0017] 圖5是圖示圖4的操作420的流程圖；
[0018] 圖6是圖示提取構(gòu)成時鐘選通（clock gating, CG)單元的使能信號的邏輯錐的示 例性實施例的示圖；
[0019] 圖7是圖示當利用CGEN信號的情況的數(shù)量的集合定義功率狀態(tài)時的問題的表 格；
[0020] 圖8是圖示圖3的確定建模級別的操作320的流程圖；
[0021] 圖9是圖示生成快速功率模型的示例性實施例的流程圖；
[0022] 圖10是圖示快速功率模型的仿真結(jié)果的圖；
[0023] 圖11是圖示圖3的根據(jù)CGEN數(shù)量定義功率狀態(tài)的操作330的方框圖；
[0024] 圖12是圖示根據(jù)本公開的示例性實施例的通過給出權(quán)重值來定義功率狀態(tài)的方 法的示圖；
[0025] 圖13是圖示生成利用表征功率狀態(tài)（第一功率狀態(tài)）的未表征功率狀態(tài)（第二 功率狀態(tài)）中的功率模型的方法的方框圖；
[0026] 圖14是比較根據(jù)本公開的示例性實施例生成功率模型的結(jié)果和利用傳統(tǒng)使用工 具生成功率模型的結(jié)果的圖；W及
[0027] 圖15是比較根據(jù)本公開的示例性實施例通過利用CGEN的數(shù)量定義功率狀態(tài)來生 成功率模型的結(jié)果和傳統(tǒng)技術(shù)中通過CGEN的信號的情況的數(shù)量的組合定義功率狀態(tài)來生 成功率模型的結(jié)果的圖。
【具體實施方式】
[002引下文中，參照附圖詳細描述本公開的示例性實施例。貫穿附圖，使用相同的參考數(shù) 字來指代相同或相似的部件。圖中的視圖僅是示意性視圖，而并不期望定標或正確地按比 例繪制。為避免模糊本公開的主題，可能省略對本文包括的公知功能和結(jié)構(gòu)的詳細描述。
[0029] 集成電路的功率消耗由靜態(tài)功率和動態(tài)功率組成，并且當供給的功率未被選通 時，其特征在于靜態(tài)功率消耗量幾乎不改變。因此，當在系統(tǒng)級中估計功率消耗時，動態(tài)功 率消耗估計可變成最重要的變量。
[0030] 大多數(shù)動態(tài)功率消耗可被提供的時鐘消耗。該是因為在現(xiàn)代數(shù)字系統(tǒng)中，50%或 更多的功率被時鐘緩沖消耗。在該種情況下，為了減少無用地損耗的時鐘的消耗功率，可普 遍使用時鐘選通技術(shù)。因此，動態(tài)功率消耗可與時鐘選通信號的操作具有密切相關(guān)性。
[0031] 為了幫助理解本公開，對時鐘選通操作進行簡單地描述。時鐘選通是該樣的技術(shù)： 其通過控制供給時鐘的口停止輸出值不變的邏輯電路的時鐘供給來最小化損耗的功率。因 此，例如，在電子設(shè)備不使用相機模塊的情形下，通過截取與相機模塊有關(guān)的CPU塊的時鐘 供給，在不使用的CPU塊中生成的功率損耗可W被減少。
[0032] 圖1是圖示數(shù)字系統(tǒng)中的時鐘選通結(jié)構(gòu)的示圖。該里，時鐘選通單元110可W輸 出選通的時鐘（gclk)。
[0033] 時鐘選通單元110可W邏輯上組合時鐘信號（CLK)和時鐘選通使能信號巧腳， 在其中EN被激活的分段（segment)處激活gdk，并且將使能的gc化供給給時鐘選通域 (domain) 120。因此，時鐘選通域120可由gc化驅(qū)動。
[0034] 雖然圖1中未示出，但是EN可W在時鐘選通單元110的前端部分的邏輯錐（cone) 中生成。該里，邏輯錐可W執(zhí)行響應于輸入信號而控制時鐘選通使能信號的功能。
[0035] 時鐘選通單元110可W執(zhí)行響應于由邏輯錐生成的使能信號而停止或恢復時鐘 選通域120的時鐘供給的功能。
[0036] 換句話說，時鐘選通單元110可W選通CLK和EN，向時鐘選通域120供給CLK和 EN，并且按照需要使能或禁用時鐘，從而調(diào)整時鐘選通域120的操作。因此，通過消除在空 閑單元中消耗的不必要的功率，可W節(jié)省整個系統(tǒng)的能量。
[0037] 例如，當時鐘選通單元110停止選通的時鐘的輸出時，時鐘選通域120可W停止操 作從而可W防止動態(tài)功率消耗。當時鐘選通單元110恢復gc化的輸出時，時鐘選通域120 可W恢復操作并且在內(nèi)部寄存器之間執(zhí)行數(shù)據(jù)傳輸從而可W發(fā)生動態(tài)功率消耗。
[003引在此方法中，時鐘選通信號可W執(zhí)行控制動態(tài)功率消耗的功能，并且集成電路器 件的功率消耗可W根據(jù)時鐘選通信號的使能或禁用狀態(tài)而改變。該里，本公開可W提供利 用時鐘選通使能信號估計功率消耗的方法。
[0039] 圖2是圖示根據(jù)本公開的示例性實施例的集成電路的功率消耗建模裝置的配置 的方框圖。
[0040] 參照圖2,根據(jù)本公開的示例性實施例的消耗建模估計裝置可W包括時