本文翻譯轉(zhuǎn)載于：Cadence Blog

作者：Neha Joshi

芯片設(shè)計(jì)中功耗的規(guī)劃，其實(shí)和管理每月的預(yù)算很像。要是不盯著“瓦數(shù)”都花在了哪兒，最后可能做出一個(gè)華而不實(shí)且毫無效率的芯片。這就好比把工資全砸在新奇的數(shù)碼產(chǎn)品上，卻忘了交房租。到頭來，芯片不僅會(huì)陷入功耗透支的境地，還會(huì)背上沉重的“熱債”。

信不信由你——芯片也討厭 “透支罰款”

就像你不會(huì)等到月底才發(fā)現(xiàn)自己超支了一樣，也別等到設(shè)計(jì)收尾時(shí)才想起考慮功耗的問題。一個(gè)好的功耗方案就像一份好的預(yù)算，要盡早啟動(dòng)、追蹤用量，還要杜絕浪費(fèi)。時(shí)鐘門控？就好比“離開房間時(shí)關(guān)燈”的節(jié)能時(shí)刻。電壓島？可以理解成給不同部門設(shè)定的開支上限。

一開始，你的初衷總是很好：清晰的寄存器傳輸級(jí)代碼（RTL）、扎實(shí)的布局規(guī)劃，或許還有咖啡因加持的樂觀心態(tài)。但如果沒有明確的功耗策略，設(shè)計(jì)就會(huì)開始“揮霍”——做些沒必要的信號(hào)翻轉(zhuǎn)，任由漏電損耗不斷累積。不知不覺間，芯片就會(huì)陷入熱失控，流片預(yù)算也會(huì)打水漂。

而且就像你的銀行賬戶一樣，一旦功耗預(yù)算崩了，要想挽回就得付出慘痛的代價(jià)，讓人感到追悔莫及。

這也是為什么低功耗綜合就像是芯片的“財(cái)務(wù)顧問”。它幫你設(shè)定限制，削減不必要的“開銷”，讓一切高效運(yùn)轉(zhuǎn)，還不會(huì)冒出意外的“過熱罰款”。

有了 Genus 低功耗綜合工具，你不只是在節(jié)省功耗，更是在做明智且有遠(yuǎn)見的投資。提前規(guī)劃、優(yōu)化和調(diào)整，確保設(shè)計(jì)始終保持冷靜、穩(wěn)定、可控。

無論你是要做簡單的低功耗綜合，還是基于 IEEE 1801 功耗意圖的復(fù)雜流程，我們都能提供相應(yīng)培訓(xùn)，幫你的設(shè)計(jì)既量入為出，又能表現(xiàn)得像個(gè)“明星”。

因?yàn)樵谛酒氖澜缋?，就像在生活中一樣，重要的不是你擁有多少功耗，而是如何明智地“花”掉它?/p>

為什么需要低功耗綜合？

低功耗綜合不只是芯片設(shè)計(jì)流程中的一個(gè)“勾選項(xiàng)”，它是一項(xiàng)戰(zhàn)略性的必要環(huán)節(jié)。

隨著功耗預(yù)算不斷壓縮，而性能需求持續(xù)攀升，在綜合階段優(yōu)化功耗變得至關(guān)重要，這是在不犧牲功能和時(shí)序的前提下實(shí)現(xiàn)設(shè)計(jì)閉環(huán)的關(guān)鍵。

低功耗綜合是芯片設(shè)計(jì)流程中的基礎(chǔ)步驟：在這一階段，行為級(jí)的寄存器傳輸級(jí)代碼（RTL）會(huì)被轉(zhuǎn)化為門級(jí)網(wǎng)表，且整個(gè)過程高度注重最小化功耗。如今，隨著片上系統(tǒng)（SoC）對功耗的敏感度越來越高，尤其是在移動(dòng)設(shè)備、汽車電子和邊緣人工智能等應(yīng)用中，早期進(jìn)行功耗優(yōu)化已不再是可選項(xiàng)，而是必選項(xiàng)。

Genus 綜合解決方案能讓設(shè)計(jì)師在綜合過程中直接實(shí)施多種節(jié)能策略，包括：

時(shí)鐘門控（Clock Gating）：自動(dòng)插入門控邏輯，在電路閑置區(qū)域關(guān)閉時(shí)鐘，大幅降低動(dòng)態(tài)功耗。

多閾值電壓單元選擇（Multi-Vt Cell Selection）：在映射過程中選擇合適閾值電壓的單元，平衡性能與漏電損耗。

多電源電壓（MSV）：允許不同模塊以不同電壓水平運(yùn)行，在保證關(guān)鍵區(qū)域性能的同時(shí)降低整體功耗。

電源關(guān)斷（PSO）：可完全關(guān)閉未使用的邏輯模塊，徹底消除漏電功耗。

動(dòng)態(tài)電壓與頻率調(diào)節(jié)（DVFS）：支持根據(jù)工作負(fù)載實(shí)時(shí)調(diào)整電壓和頻率，動(dòng)態(tài)優(yōu)化功耗。