低功耗设计 · 实战课程
📘 30章 · 完整版
Synopsys
01
低功耗设计概论
为什么需要低功耗？功耗的组成（动态、静态、漏电流），低功耗设计的挑战与趋势。
02
Synopsys低功耗解决方案全景
Synopsys低功耗设计流程概览，工具链介绍（DC、ICC2、PrimeTime、VCS、MVRC等），统一功耗格式（UPF）简介。
03
功耗分析与估算基础
功耗计算模型，动态功耗与静态功耗的估算方法，早期功耗估算（RTL级）与精确分析（Gate级）。
04
统一功耗格式（UPF）详解
UPF 2.0/3.0标准，电源域定义（create_power_domain），电源状态表（add_port_state, create_pst），电平转换器与隔离单元。
05
多电压域设计策略
多阈值电压（Multi-Vt）库的使用，电压域划分原则，电压降（IR Drop）对功耗的影响，我的一次多电压域设计踩坑经历。
06
时钟门控技术（Clock Gating）
时钟门控的原理与实现，集成时钟门控（ICG）单元，RTL级时钟门控插入，门控时钟的验证与常见问题。
07
电源门控技术（Power Gating）
电源开关单元（Header/Footer），电源门控的UPF描述，状态保持寄存器（Retention Register），唤醒逻辑设计。
08
动态电压频率调整（DVFS）
DVFS工作原理，频率与电压的协同调节，Synopsys DVFS实现流程，自适应电压调节（AVS）简介。
09
多阈值电压设计（Multi-Vt）
不同阈值电压单元的特性对比，低阈值（LVT）与高阈值（HVT）的混合使用策略，时序与功耗的权衡。
10
操作数隔离技术（Operand Isolation）
操作数隔离的原理，自动插入与手动控制，对动态功耗的节省效果，我在一个DSP项目中用到的经验。
11
门级功耗优化（Gate-Level Power Optimization）
DC中的功耗优化命令（set_power_optimization），门级网表的重映射，引脚交换与尺寸调整。
12
RTL级功耗优化
RTL编码风格对功耗的影响，Synopsys Power Compiler的使用，RTL级时钟门控与数据门控，我的RTL功耗优化检查清单。
13
低功耗综合（Low Power Synthesis with DC）
DC中低功耗综合流程，UPF文件的读入与检查，多电压域综合策略，综合后的功耗报告分析。
14
低功耗布局规划（Floorplanning for Low Power）
电压域的区域规划，电源网络设计（Power Grid），宏单元（Memory）的低功耗摆放，IR Drop的早期评估。
15
低功耗布局与时钟树综合（Placement & CTS）
低功耗布局策略，时钟树综合中的功耗优化，时钟门控的物理实现，时钟偏移（Skew）与功耗的平衡。
16
低功耗布线（Routing for Low Power）
布线阶段的功耗优化，减少耦合电容，长线驱动优化，电源网络布线注意事项。
17
功耗与签核分析（Power Signoff with PrimeTime PX）
PrimeTime PX的功耗分析流程，动态功耗与静态功耗的签核标准，功耗波形（VCD/SAIF）的生成与使用。
18
电压降与电迁移分析（IR Drop & EM Analysis）
RedHawk/PrimeRail的IR Drop分析，静态与动态IR Drop，电迁移（EM）规则检查，我的一个IR Drop修复案例。
19
低功耗验证方法论
低功耗设计的仿真验证（VCS + UPF），功耗状态转换的验证，隔离与保持逻辑的验证，低功耗断言（SVA）的使用。
20
低功耗形式化验证（MVRC & Formality）
MVRC（低功耗规则检查）的使用，UPF与RTL的一致性检查，低功耗等效性检查（Low Power Equivalence Checking）。
21
低功耗测试与DFT
低功耗测试挑战，测试模式下的功耗管理，ATPG与低功耗测试向量生成，BIST的低功耗设计。
22
存储器低功耗设计
存储器功耗模型，低功耗存储器类型（如 Retention SRAM），存储器的电源门控与时钟门控，片上存储器功耗优化。
23
SoC级低功耗架构
SoC功耗管理单元（PMU），软件与硬件的功耗协同管理，动态功耗管理（DPM）策略，高级配置与电源接口（ACPI）在SoC中的应用。
24
低功耗设计中的时序收敛
低功耗与时序的冲突，多电压域下的时序约束，电平转换器的时序影响，低功耗优化后的时序修复。
25
低功耗设计中的信号完整性
低功耗对信号完整性的影响，电源噪声与地弹，低功耗下的串扰分析，去耦电容的优化放置。
26
低功耗设计实例：一个MCU的低功耗设计
项目背景与功耗目标，UPF编写与验证，DC综合与ICC2实现，PrimeTime PX功耗签核，实际芯片测试结果对比。
27
低功耗设计实例：一个AI加速器的低功耗设计
AI芯片的功耗挑战，多电压域与DVFS的实现，时钟门控与数据门控的极致应用，功耗与性能的平衡。
28
低功耗设计中的ECO流程
功能ECO与功耗ECO的区别，功耗ECO的常用方法（如替换单元、调整驱动强度），Synopsys ECO工具的使用。
29
低功耗设计项目管理
低功耗设计团队的角色分工，低功耗设计检查清单，低功耗设计评审流程，常见低功耗设计失败案例与教训。
30
低功耗设计未来趋势
先进工艺节点（3nm/2nm）下的低功耗挑战，AI驱动的功耗优化，3D IC与异构集成中的低功耗设计，碳基芯片与新型低功耗器件。