如何使用PTPX预估芯片功耗

一、文件准备
二、简易版PTPX环境脚本
三、预估精度测试

工作中往往想要在项目初期就预估出芯片的功耗，以判断前端代码是不是还需要继续优化。
PTPX使用前端提供的波形和网表就可以预估出芯片的功耗大小。下面详细介绍下使用方法，以及这样的方法预估的功耗精度如何。

一、文件准备

1.前端提供通过RTL网表仿真得到的波形文件:fsdb/vcd
2.定义基础库功耗的库文件：std cell/memory 的db文件
3.芯片时序约束文件：sdc文件。

二、简易版PTPX环境脚本

主要注意设置的地方：
1.设置基础库，下面的脚本是设置的tt_db变量，写在了tcl文件里。
2.各block和top的verilog网表。用于提供里面使用到的memory和std。
3.设置sdc文件和RTL波形，提供时钟信息，和时钟翻转率等。
以上的变量设置好了，就可以执行pt开始run。
输出的功耗结果在指定的report文件中查看就可以了。

###########################################
#   Set the power analysis mode
###########################################
set power_enable_analysis true
set power_analysis_mode averaged
###########################################
#    read and link the gatelevel netlist
###########################################
if { [file exists log] == 0} {exec mkdir log
}
if { [file exists rpt] == 0} {exec mkdir rpt
}source /home/xxx/data/all_lib_9T.tcl -e -v #设置变量tt_db
set link_library " * ${tt_db}"read_verilog /home/xxx_top_pt.v
read_verilog /home/xxx_block_pt.vset top_name xxx_top
set DesignName xxx_top
current_design $DesignName
link
###########################################
#   Read SDC and set transition time orannotate parasitics
###########################################
read_sdc /home/xxx.tcl###########################################
#   Check, update, or report timing
###########################################
check_timing
update_timing
report_timing
###########################################
#  read switching activity file
###########################################
read_vcd -rtl -time {123 123} -strip_path <xxx> /home/xxx.fsdb
report_switching_activity -list_not_annotated###########################################
#   check or update or report power
###########################################
check_power
update_power
report_power -nosplit > ./rpt/average_power.rpt
report_power -hierarchy -level 6 -power_greater_than 0.001 -nosplit > ./rpt/average_power_hier.rpt
quit

三、预估精度测试

这里是用了一个比较小的模块做的测试。功耗基数比较小，误差百分比其实是过于大了。其中：
1.post波形是设计完成后，前端基于GATE级网表得到的波形。是最终的波形结果。
2.sdf是前端提供的波形中是否添加了timing延迟的处理。
3.wi开头的波形是基于RTL网表得到的波形。
4.rtl表示在脚本中添加了read_vcd -rtl的option。
5.nospef表示脚本中是否添加了读入spef的option，使用的如下的命令。
read_parasitics -format SPEF -keep_capacitive_coupling xxx.spef

经过其他的实际项目验证。初步结论如下:
1.最终的功耗基本与PTPX预估的相符。误差值约在10%以内。
2.最终设计的功耗比PTPX预估的功耗大，原因是在后端设计过程中会增加很多std，会增大功耗值。如果时钟设计复杂，lvtcell添加很多，影响功耗结果的幅度也会比较大。
3.不加spef文件会有一些obj不能标记，计算的功耗值会偏小一点。
4.sdf的处理对总体平均功耗是影响不大的。

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