Nanometer-Chips Statische Verlustleistung um Faktor 10 reduzieren

Die Low-Power-Tools des RTL-to-GDSII-Flows von Magma Design Automation können nachweislich die Leistungsaufnahme von Taktverteilungsnetzen um 25% und die statische Verlustleistung um den Faktor 10 reduzieren.

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Talus Power und Quartz Rail sind zwei Werkzeuge von Magma zur Implementierung und Analyse von Low-Power-Chips mit Nanometer-Strukturen. Bis zu 25% weniger Leistung verbrauchen die fertigen Chips, die mit diesen Werkzeugen bearbeitet wurden, konstatiert der Hersteller. Beide Tools sind in die Architektur der Talus-Implementierungsplattform integriert und ermöglichen die Entwicklung von Low-Power-Nanometer-Chips mit mehreren Millionen Gattern.

Talus Power hat Optimierungs- und Power-Management-Techniken für automatisch ablaufende Design-Flows mit mehreren unterschiedlichen Versorgungsspannungen. Eine andere Technik erlaubt das nachträgliche Optimieren während der Synthese. Als besonderes Merkmal nennt Magma die MTCMOS Switch Cell Insertion und eine automatische Methode zur Synthese der Stromversorgungsnetze, die gleichzeitig die Stromversorgung optimiert.

Die Tankstellenmethode für Chips mit mehreren Versorgungsspannungen

Eine andere Besonderheit ist die so genannte Gas-Station-Methode, die das Arbeiten mit komplexem Floorplan in einem Design mit unterschiedlichen Versorgungsspannungen erleichtert. Gas Stations fügen automatisch kleine Inseln für Repeater und Buffer ein, wenn Top-Level-Netze Switched Domains durchschneiden. Mehrere Versorgungsspannungsebenen sind für die Mehrzahl batteriebetriebener Mobilgeräte typisch. Andere interessante Techniken wie Buffering, Sizing und Flop Clustering berücksichtigen Power-Aspekte, während das Clock-Gate Cloning und Un-Cloning, Activity-based Clock Gating, Buffer Insertion und Balancing die physikalischen Aspekte einbeziehen.

Funktionen zur Untersuchung des dynamischen Spannungsabfalls

Quartz Rail indes vereint in einem Werkzeug Power-Analyse und -Planung sowie Funktionen zur Analyse von dynamischen Spannungsabfällen, zur Analyse der durch Spannungsabfälle verursachten Signalverzögerungen, der thermischen Belastung sowie der bei den Rail-Verbindungsleitungen und -Vias auftreten Elektromigration. Damit ist laut Magma ein schneller, präziser Power-Integritäts-Sign-off-Prozess bei 65-nm-Designs gewährleistet.

Quartz Rail besitzt zudem eine integrierte SPICE-Engine für die On-the-fly-Charakterisierung von Standardzellen und Speicherelementen. MTCMOS-Methoden und andere Techniken zur Minimierung von Leckströmen erfordern die genaue Analyse des Stromverlaufs direkt nach dem Einschalten eines Blocks. Die Funktionen von Quartz Rail zur Untersuchung des dynamischen Spannungsabfalls erleichtern dem Designer das Verständnis der Power-on- und Power-off-Zeiten der mittels MTCMOS Switches geschalteten Domains.

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