ANSYS ANSYS PowerArtist 电磁与电子分析

PowerArtist能自动发现机会来减少时钟网络、数据路径和存储器架构中模块和实例级的顺序和组合功耗，从而满足严格的功耗目标。通过使用交互式功耗探索图形界面、开放访问式数据库(OADB)上的TCL接口、功率效率指标以及可详述平均和峰值功耗的文本报告，RTL设计人员（尤其是刚接触功耗设计的设计人员）就可简单高效地调试和追踪功耗。通过与仿真器连接的高性能活动流接口对包含1亿以上周期的动态应用进行功耗特性描述与分析。为避免设计不足和过度设计，可将PowerArtist RPM（RTL功耗模型）与 ANSYS RedHawk连接，以便尽早进行电源网格原型设计，并重点研究通过RTL仿真找出的关键功耗情景，从而提高验收合格覆盖率。

软件功能介绍：

• 精确的物理感知RTL功耗，对比布局得到的10% RTL时钟功耗精确度

PowerArtist的PACE技术和推算引擎不仅可提供一致的RTL功耗精确度，同时还能快速完成数百万门等效的RTL功耗分析。与用户花费数小时准备门级网表和相应功耗指数的方法相比，高性能引擎和简单的改进型工作流可在数分钟内完成RTL功耗估算。

PACE尤其适用于亚20nm的工艺。在这类工艺中传统的RTL方法不准确且难以预测，门级功耗分析相当费时，难以调试并且（往往）在设计后期阶段进行。

• 综合性功耗分析

PowerArtist提供完整的功耗分解，让设计人员能够在整个设计流程中尽快发现功耗热点。标准报告能按设计层级、时钟和电源域、动态和漏电、寄存器和逻辑等网络分类以及按工作模式详细说明功耗情况。

除了支持用于功耗估算的行业标准活动格式（FSDB、VCD、SAIF），该软件还能在没有仿真向量的情况下用无向量方式引入用户指定的活动，以查看功耗。

• 活动和特性分析

PowerArtist针对逻辑层级和网络类别提供快速的数据和时钟活动分析。这样便于RTL设计人员在各种工作模式下评估活动范围，发现后续功耗分析步骤的相关性周期。PowerArtist活动分析能够实现功耗降低。

• 分析驱动的自动化功耗降低

PowerArtist分析驱动的功率降低方法可在整个RTL设计中评估功耗和触发活动，从而在模块级和实例级探索各种功率降低选择。PowerArtist查看时钟树以及数据路径和存储器子系统中的拓扑与活动，以发现可降低功率的区域。

所有的功率降低均基于经过验证的分析技术。这种技术能够在进行任何RTL编辑之前量化能够节省的功率。这样设计人员能够最大化功率降低，同时最大限度地减少RTL编辑以及对面积和时序等其他设计参数的影响。

• 交互式功率研究框架

PowerArtist借助强大的可视化和数据挖掘功能提供高效的功率调试。对于刚接触功率的RTL设计人员，图形化界面有助于直观地迅速发现和调试功率热点。强大的分类、搜索和过滤功能以及基于原理图的跟踪功能进一步帮助发现功耗的根源和潜在的解决办法。

RTL功耗界面提供的是功能功耗视图。RTL视图通过跟踪逻辑功能，能在设计流程中尽早帮助设计人员发现功耗发生的位置及原因，从而产生更大的影响。PowerArtist采用Si2的OpenAccess标准数据库（OADB），并支持用于定制查询的行业标准TCL API。

• 假设的功耗原型构建

PowerArtist可帮助设计人员迅速修改RTL设计描述、功率目的、时钟门控指令等，以查看这些修改对功耗的影响。RTL功耗分析的快速周转时间可让RTL设计人员评估电源门控信号的电源效率

• 功耗回归指标

PowerArtist提供多种功耗指标，可用于同时跟踪设计的电源效率以及功耗与功耗预算的对比情况。常用指标是时钟门控效率（CGE）。PowerArtist不仅可提供静态CGE用于预测在综合前已被门控的数位百分比，同时还能计算周期没有被门控但数据是稳定的周期精确度动态CGE。

回归框架的一个重要要求是功耗数据库允许定制查询，以便跨各个设计版本搜索和比较数据。

• 动态应用的功耗预算

基于模拟器的PAVES（PowerArtist VEctor Streaming）活动流功耗分析流程，便于RTL设计人员直接使用模拟器的交换数据计算动态应用的功耗特性，无需转换为FSDB/VCD格式，从而5倍提升总的周转时间。更重要的是对于这种长周期活动情境，该流程能提供早期RTL功耗信息和门级功耗验收，而使用传统基于文件的活动传递方法无法实现。

• RTL驱动的电源网格完整性

ANSYS PowerArtist采用高速大容量RTL仿真引擎，能迅速发现有较大可能导致压降增大或可靠性问题的时钟周期和活动模式。

ANSYS RedHawk使用RTL Power Model（RPM）中采集的相关信息，开展多种下游仿真，包括用于优化尺寸的早期电源网格原型验证，到用于增加验收信心的周期精确度静态和动态压降分析等。基于PACE的早期RPM还能在设计布局就绪之前为芯片-封装协同设计生成早期芯片功耗模型（CPM）。