EDA设计中的巨大挑战--功率

。这种偏置技术根本上是在待机模式期间增加一个单元或整个芯片的阈值电压，从而减少泄漏功耗。为了感受一下这些技术的采纳率，Synopsys通过自己的一个"全球用户调查"，收集了用户数据（图3）。

图3，为了感受一下这些技术的采纳率，Synopsys通过自己的一个"全球用户调查"，收集了用户数据。例如，最左上方一栏表示10%的受访者拥有数据中心和网络，作为采用反偏置或阱极偏置的主要应用。注意百分比大于100，因为调查会收到多个答案。

除RTL优化以外，设计者还在开发一些能在系统级上做估算和架构研究的工具。功率是一个系统级的问题，有些设计者发现，不能用今天做芯片组装和验证的自下而上方法来看待功率问题。过去，设计者设计芯片是为了获得最大的灵活性，以现在设计芯片的成本，这种灵活性仍是一个重要的考虑方面。但和其它所有方面一样，灵活性也会带来成本。对任何问题而言，处理器通常是能效最低的方法，但因为它们具备了功能多重性，一般可以用最小面积获得实现。

验证

功率还增加了另一层复杂性，这就是设计者必须做验证。它需要额外的工具支持，制造商们现在正匆忙地在市场上推出这些工具。功率会在设计中增加一些新的器件，如隔离逻辑、功率开关、电平转换器以及保持单元等。

不过，Synopsys 小功率验证营销总监Krishna Balachandran认为， 功率优化也可能牵涉到顺序RTL转换，必须用源RTL作验证。缺少这种验证可能导致芯片上的系统不工作，或泄漏高于预期值。仿真方法可能太慢，没有性价比，且不彻底，从而不能对功率优化做完全的验证覆盖。传统形式等效工具的目标通常是组合式变换的验证，不适合于功率优化所需要的那种改变。大多数商用的形式验证工具还受制于容量和性能的限制，必须克服这些限制，才能处理低功耗设计的复杂电源架构，以及数百种电源域。为满足这些新的要求，必须发展一类具有大容量和高性能的全新形式等效工具，目标是对顺序变换的验证。

Eve - USA 的总经理LauroRizzatti表示，功率优化也给EDA供应商带来了挑战。很多低功耗技术通常都不能取得与RTL仿真或模拟的一致，它抽象了电压的任何概念。设计者必须改造这些数字工具，使其支持功率目标以及低功耗优化实现技术。

电源分配网络

Silicon Frontline Technology公司营销副总裁Dermott Lynch认为， 功率器件的典型运行效率在70%~90%，从而有10%~30%的总系统损耗。而Rambus公司半导体业务部副总裁兼首席技术官Ely Tsern补充说，比较积极的功率模式转换配合精细的电源域，会使局部供电电流有更快的转换，从而给敏感的局部电路带来更大的di/dt电源噪声，尤其是那些模拟电路。

但Shanmugavel警告说，在任何情况下，电源分配网络都应能够在不损及电压完整性情况下，维持负载的供电。例如，当一个全局时钟转换和一个功能单元上电去完成某项工作时，就出现了一个瞬态电流的需求。这种瞬态电流可能是额定电流的3倍~5倍，具体要看功能模块情况，这给电源分配网络带来了一个巨大的负荷，必须验证在这些情况下，网络上的瞬态电压噪声。