RTL و نرم افزار را با نتایج تأیید قدرت سریع برای طرح های میلیارد دروازه بهینه کنید

در هر تراشه، قدرت یک مشکل پیشرونده است که باید حل شود. طراحان مدت‌هاست که مجبور بوده‌اند برای مقابله با این معضل به ترکیبی از تجربه و دانش تکیه کنند و معمولاً باید تا زمان در دسترس بودن سیلیکون برای انجام تجزیه و تحلیل توان با حجم‌های کاری نرم‌افزار واقعی منتظر بمانند. با این حال، این در بازی خیلی دیر است، زیرا برای حل مسائل انرژی پس از سیلیکون به پیشنهادی پرهزینه و وقت گیر تبدیل می شود. در این پست وبلاگ، توضیح خواهم داد که چگونه می‌توانید در مراحل اولیه، در طرح‌های میلیارد گیت، به نتایج قابل اجرا تأیید قدرت در چند ساعت دست پیدا کنید. با استفاده از این قابلیت، می توانید مناطق بحرانی و پنجره های زمانی برای پیک قدرت را بیابید و بنابراین، RTL و نرم افزار خود را بهینه کنید.

انجام تجزیه و تحلیل توان پس از سیلیکون، خطر از دست دادن موقعیت‌های بحرانی با توان بالا را معرفی می‌کند که می‌تواند مشکلات قابل توجهی در هزینه و پذیرش محصول ایجاد کند. معایب اشتباه بودن در مورد قدرت؟ اگر طرحی از هدف قدرت وعده داده شده خودداری کند، مشتری می تواند با فروشنده تراشه دیگری همراه شود. یا، ممکن است یک طراح سیستم مجبور شود عملکرد تراشه پشتی را شماره گیری کند تا انرژی مورد نظر را حفظ کند - یک مبادله نامطلوب در برنامه هایی که به عملکرد محاسباتی سریع متکی هستند. در این پست که در ابتدا در سایت منتشر شده است وبلاگ "از سیلیکون تا نرم افزار".، ما نگاهی دقیق تر به برخی از مناطق کاربرد SoC خواهیم داشت که در آن تجزیه و تحلیل دقیق توان ضروری است.

GPU ها

برنامه‌های GPU سنتی در مقایسه، موجودیت‌های شناخته‌شده‌ای هستند، اما این کار تجزیه و تحلیل توان را آسان‌تر نمی‌کند. یک GPU طراحی شده برای کامپیوتر لپ تاپ را در نظر بگیرید. شما می توانید تجزیه و تحلیل توان را در نقاط اندازه گیری خاصی در یک دوره زمانی اجرا کنید. با این حال، با بالقوه تا 10 میلیون چرخه ساعت، این رویکرد به وضوح جامع نیست - به همین دلیل است که طراحان به طور سنتی مجبور بودند بر بهترین برآوردهای خود برای قدرت تکیه کنند.

هوش مصنوعی

در تراشه‌های هوش مصنوعی (AI)، برنامه‌ها و همچنین پشته نرم‌افزاری برای برنامه‌ها و معماری‌های هوش مصنوعی، همگی قلمرو جدیدی هستند که چالش‌های بیشتری را از منظر پروفایل قدرت ایجاد می‌کنند. با این حال، پاداش‌های بالقوه بهینه‌سازی برنامه‌های هوش مصنوعی برای قدرت عالی هستند. به هر حال، بهره‌وری انرژی، مزیتی است که طراحان تراشه‌های هوش مصنوعی، همراه با عملکرد محاسباتی سریع، دوست دارند از آن استفاده کنند.

5G

یکی دیگر از برنامه‌های کاربردی حیاتی 5G است که در مورد عملکرد بالا و تأخیر کم است. برنامه‌های 5G شامل پردازش‌های موازی و فرکانس‌های بالا هستند، اما با وجود توان بسیار زیاد، باید برای کارآمدی بهینه‌سازی شوند. این به ویژه در مورد تراشه های سر رادیویی صادق است.

مراکز داده ها

مراکز داده، به‌ویژه مراکز داده در مقیاس فوق‌العاده، بر روی تراشه‌های رعد و برق سریع و کم مصرف ساخته شده‌اند که می‌توانند به حداکثر رساندن توان کل سیستم کمک کنند. با میلیاردها گیت همراه با حجم کاری نرم‌افزاری پیچیده، SoC‌های مرکز داده با الزامات تأیید و ارائه نرم‌افزار به‌ویژه همراه هستند.

موبایل

با توجه به فرم فشرده و عمر باتری طولانی مورد نظر، دستگاه های تلفن همراه مانند تلفن های هوشمند نمی توانند از تراشه هایی استفاده کنند که انرژی زیادی مصرف می کنند. در حالی که حجم کاری آن‌ها از نظر پیچیدگی افزایش یافته است، این دستگاه‌ها - حتی پردازنده‌های گرافیکی پرقدرت - هنوز باید بتوانند به طور کارآمد این حجم کاری را در خود جای دهند.

چگونه یک شبیه ساز سریع قدرت، چالش پروفایل سازی قدرت را حل می کند

از آنجایی که برآورده کردن نیازهای قدرت پویا به طور فزاینده ای دشوار می شود، طراحان تراشه اغلب قدرت را به عنوان چالش اصلی تأیید خود در نظر می گیرند. تأیید توان پویا نیازمند یافتن حداکثر توان است. با این حال، رویدادهای بحرانی اوج قدرت توسط بارهای کاری نرم افزار واقعی هدایت می شوند. شبیه‌سازی می‌تواند اوج قدرتی را که بالاتر و پایین‌تر از بودجه توان قرار می‌گیرد شناسایی کند، اما در طرح‌های میلیارد دروازه، تنها با شانس کامل می‌تواند رویدادهای حیاتی واقعی را تشخیص دهد، زیرا پنجره‌هایی که یک رویکرد مبتنی بر شبیه‌سازی می‌تواند در نظر بگیرد بسیار زیاد است. کم اهمیت. ابزار signoff اندازه گیری دقیق توان را ارائه می دهد، اما اگر در پنجره زمانی اشتباه استفاده شود، طراح نمی تواند تعیین کند که کدام پنجره دارای بالاترین قدرت است.

شناسایی اشکالات کم مصرف نیازمند اجرای بارهای کاری نرم افزار است. آزمایش‌های کوچک باگ‌های انرژی مبتنی بر حجم کار واقعی را آشکار نمی‌کنند. آنچه مورد نیاز است این است:

• سیستم عامل و سیستم عامل واقعی در آزمایش قبل از سیلیکون
• شبیه سازی برای تأیید قدرت در میلیون ها یا میلیاردها چرخه
• تأیید قدرت پیش از سیلیکون برای اشکال‌زدایی، که با سیلیکون واقعی امکان‌پذیر نیست

شبیه‌سازی با سرعت بالا به تیم‌های طراحی اجازه می‌دهد تا در چرخه طراحی، تأیید قدرت را زودتر انجام دهند، بنابراین می‌توانند خطرات باگ‌های برق و از دست رفتن اهداف انرژی SoC را به حداقل برسانند. در واقع، یک شبیه‌ساز قدرت سریع می‌تواند پاسخی به معضل تأیید قدرت سخت‌افزار/نرم‌افزار باشد و دقت بهتری را در یک پنجره وسیع‌تر ارائه دهد. شبیه ساز ایده آل می تواند چندین بار در روز روی طرح های بزرگ با حجم کاری واقعی اجرا کند. با انجام این کار، طراحان تراشه می توانند بینش عملی در مورد مشخصات قدرت طرح های خود به دست آورند.

بینش عملی در چند ساعت

با در نظر گرفتن بار کاری SoC چند میلیارد دروازه، Synopsys از سیستم شبیه‌سازی Synopsys ZeBu® Empower جدید خود برای تأیید قدرت سخت‌افزار/نرم‌افزار خود رونمایی کرد.. ارائه حداکثر عملکرد محاسباتی، توانمندسازی ZeBu می تواند چندین تکرار در روز انجام دهد و نتایج قابل اجرا را در چند ساعت ارائه دهد. بر اساس پروفیل های قدرت به دست آمده، طراحان سخت افزار و نرم افزار می توانند در مراحل اولیه، مناطقی را که می توانند قدرت پویا و نشتی را بهبود بخشند، شناسایی کنند. ZeBu Empower استفاده می کند سرور ZeBu فناوری سخت افزاری شبیه سازی سریع برای ارائه زمان های کوتاه مدت.

ZeBu Empower همچنین بلوک‌های مهم انرژی و پنجره‌های زمانی را به سمت جلو تغذیه می‌کند موتور Synopsys PrimePower برای تسریع تجزیه و تحلیل توان RTL و علامت قدرت در سطح دروازه. هم ZeBu Empower و هم PrimePower بخشی از آن هستند راه حل کم مصرف مبتنی بر نرم افزار Synopsys. در تصویر زیر، راه حل کم مصرف یک جریان و روش انتها به انتها را ارائه می دهد که از تجزیه و تحلیل معماری تا مسدود کردن تجزیه و تحلیل توان RTL تا تجزیه و تحلیل توان SoC و بهینه سازی را شامل می شود.

راه حل کم مصرف مبتنی بر نرم افزار Synopsys برای کمک به کاهش مصرف انرژی پویا و استاتیک کلی IC ها طراحی شده است.

خلاصه

قدرت ممکن است چالش‌برانگیزترین بخش معادله توان، عملکرد و مساحت (PPA) باشد. و وقتی نوبت به طرح‌های چند میلیارد دروازه‌ای می‌رسد، پیچیدگی در دستیابی به پروفایل‌های قدرت دقیق فقط افزایش می‌یابد. با این حال، با راه‌حل شبیه‌سازی انرژی سریع از Synopsys، تیم‌های طراحی اکنون می‌توانند مناطق بحرانی و پنجره‌های زمانی برای پیک قدرت را پیدا کنند، بنابراین می‌توانند RTL و نرم‌افزار خود را بهینه کنند. طراحان با بهره‌گیری از جریان کم مصرف Synopsys ابزارهایی را به دست می‌آورند که می‌توانند به آنها در رسیدن به اهداف PPA خود کمک کنند. با توجه به حجم کار سنگین و نیازهای عملکرد برنامه‌هایی مانند GPU، هوش مصنوعی، 5G، مراکز داده و تلفن همراه، هر راه‌حلی که بتواند تصویر دقیق‌تری از قدرت ارائه دهد، باید به مجموعه ابزار PPA هر طراح اضافه شود.

اشتراک گذاری این پست از طریق: منبع: https://semiwiki.com/eda/synopsys/301320-optimize-rtl-and-software-with-fast-power-verification-results-for-billion-gate-designs/