低功耗设计中UPF文件常用的14种命令

在IEEE 1801-2018种一种有60多种命令，本文介绍一下UPF中常用的14种命令，分别是set_scope，create_power_domain，create_supply_port，create_supply_net，connect_supply_net，set_domain_supply_net，create_power_switch，map_power_switch，add_port_state，create_pst和add_pst_state，set_level_shifter，set_isolation，set_retention以及map_retention_cell。

1. set_scope

表1是set_scope命令的说明表。

表1 set_scope命令说明表

假设当前设计为top，该设计有/top/mid/bot三个hierarchy层次，且当前所处的hierarchy层次为/top，那么如下的四个命令的作用分别如下。

set_scope /top/mid/bot：将当前的scope切换到/top/mid/bot。

set_scope . : 保持当前的scope不变。

set_scope /: 将当前的scope切换到/top。

3. create_power_domain

表2是create_power_domain命令的说明表。

表2 create_power_domain命令说明表

如下命令创建了一个名为PDCPU的电压域，其对应的组成单元为当前scope的hierarchy层次下的所有单元，其有primary和retention两套supply set：

create_power_domain PDCPU -elements {.}  -supply {primary}  -supply {retention}

4. create_supply_port

如表3，是create_supply_port命令的说明表。

表3 create_supply_port命令说明表

如下命令定义了一个名为VN1，direction为inout的supply port：

create_supply_port VN1-direction inout

5. create_supply_net

如表4，是create_supply_net命令的说明表。

表4 create_supply_net命令说明表

其中supply net是供电网络，supply source是供电电源，source driver是电源驱动。

如下命令创建了一个名为local_vdd_3，其状态的解析方式是one_hot的supply net：

create_supply_net local_vdd_3 -resolve one_hot

6. connect_supply_net

如表5，是connect_supply_net命令的说明表。

表5 connect_supply_net命令说明表

如下命令将supply net VDDX连接到hierarchical层次I1/I2下的VDD logic port：

connect_supply_net VDDX -ports I1/I2/VDD

7. set_domain_supply_net

表6，是set_domain_supply_net命令的说明表。

表6 set_domain_supply_net命令说明表

如下命令指定PD1电压域的primary power supply net为VDD，指定primary ground net为VSS：

set_domain_supply_net PD1 -primary_power_net VDD -primary_ground_net VSS

8. create_power_switch

表7是create_power_switch命令的说明表。

表7 create_power_switch命令说明表

如下命令创建了一个名字关键字为simple_switch的power switch strategy，其output supply port为vout，其input supply port为vin；其控制信号的input port为ss_ctrl，其开启状态名为ss_on（ss_ctrl为高电平开启），其关断状态名为ss_off（ss_ctrl为低电平关断）：

create_power_switch simple_switch

-output_supply_port {vout}

-input_supply_port {vin}

-control_port {ss_ctrl}

-on_state {ss_on vin { ss_ctrl }}

-off_state {ss_off { ! ss_ctrl }}

9. map_power_switch

表8是map_power_switch命令的说明表。

表8  map_power_switch命令说明表

如下命令使用了一个预先定义的叫作switch_sw1的switch cell strategy，其使用了sw1的library cell，并指明了switch cell strategy和library cell中的port的对应关系：

map_power_switch switch_sw1

-lib_cells {sw1}

-port_map {{inp1 vin1} {inp2 vin2} {outp vout}

{c1 ctrl_small} {c2 ctrl_large}}

10. add_port_state

表9是add_port_state命令的说明表。

表9 add_port_state命令说明表

如下命令给VN1这个supply port定义了两个状态active_state（电源电压为0.90V）和off_state：

add_port_state VN1 -state {active_state 0.90} -state {off_state off}

11. create_pst

表10是create_pst命令的说明表。

表10 create_pst命令说明表

如下命令创建了一个叫作PD_GPU_PST的power state table，其supply ports列表为PN1、PN2、SOC/OTC/PN3和FSW/PN4：

create_pst PD_GPU_PST -supplies {PN1 PN2 SOC/OTC/PN3 FSW/PN4}

12. set_level_shifter

表11是set_level_shifter命令的说明表。

表11 set_level_shifter命令说明表

如下命令定义了一个叫作LS_INPUTS的level shifter cell strategy，其应用到的电压域为PD_SHUTDOWN，只应用到direction为input的port，其应用到低电压域到高电压域的能级流动方向，其插入在本电压域的所在的hierarchy层次：

set_level_shifter LS_INPUTS

- domain PD_SHUTDOWN

- applies_to inputs

- rule low_to_high

- location self

13. set_isolation

表12是set_isolation命令的说明表。

表12 set_isolation命令说明表

如下命令创建了一个叫作parent_strategy的isolation cell strategy，其应用到pda这个电压域中的“a”“b”“c”“d”四个实例的单元的output port上，其供电supply set为pda_isolation_supply，其钳位到高电平，其目的端为电压域pdb：

set_isolation parent_strategy

-domain pda

-elements {a b c d}

-isolation_supply {pda_isolation_supply}

-clamp_value {1}

-applies_to outputs

-sink pdb

14. set_retention

表13是set_retention命令的说明表。

表13 set_retention命令说明表

如下命令定义了一个叫作my_ret的retention strategy，其状态控制信号为ret，ret为上升沿时保存信号电平，ret为下降沿时恢复信号电平，其在ret为高电平时为信号电平保持状态：

set_retention my_ret

-save_signal {ret posedge}

-restore_signal {ret negedge}

-retention_condition {ret}

15. map_retention_cell

表14是map_retention_cell命令的说明表。

表14 map_retention_cell命令说明表

如下命令中对PowerDomainA这个电压域应用了my_PDA_ret_strat_1，my_PDA_ret_strat_2和my_PDA_ret_strat_3这三个retention strategy（这三个retention strategy可相互替代），并描述了其使用的library cell和retention cell的port和各种信号的对应关系等：

map_retention_cell {my_PDA_ret_strat_1 my_PDA_ret_strat_2

my_PDA_ret_strat_3}

-domain PowerDomainA

-elements {foo/U1 foo/U2}

-lib_cells {RETFFIMP1 RETFFIMP2}

-lib_cell_type FF_CKLO

-lib_model_name RETFFVER -port_map {

{CP UPF_GENERIC_CLOCK}

{D UPF_GENERIC_DATA}

{SET UPF_GENERIC_ASYNC_LOAD}

{SAVE save_signal}

{RESTORE restore_signal}

{VDDC primary_supply.power}

{VDDRET retention_supply.power}

{VSS primary_supply.ground} }

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