Tio till femton procent mindre effektförbrukning i en asic. Det går att uppnå med Synopsys nya syntesverktyg Power Compiler.

Timing och yta i all ära. Men i dagens asicar är effektförbrukningen ofta minst lika viktig. Detta har marknadens syntesverktyg hittills nonchalerat - de tar bara hänsyn till timing och yta.

Men nu tar verktygsleverantören Synopsys ett kliv framåt i synteshistorien med lanseringen av Power Compiler, det första syntesverktyget som även klarar att optimera konstruktioner med avseende på effekt.

Synopsys hävdar att verktyget minskar effekförbrukningen i en asic med mellan 10 och 15 procent i genomsnitt. Det kanske inte låter så märkvärdigt, men den effektbesparingen kan innebära att kretsen klarar sig med en plastkapsel, istället för en fem gånger dyrare keramikvariant. Eller så kanske man slipper en kylfläns. Dessutom ökar kretsens tillförlitlighet.

Nackdelen är att syntesen tar längre tid samt att kiselytan ökar något. Verktyget prioriterar nämligen effekt före yta. Men timingen gör man inte avkall på.

Tänkbara användare är konstruktörer av kretsar till bärbara batteridrivna produkter, där låg effektförbrukning ju är A och O. Andra effektkänsliga områden är kretsar med kanallängder mindre än 0,5 μm.



Effektsnål metodik


Arbetsgången är relativt rättfram. Först analyserar man källkoden på registernivå med hjälp av Design Power - Synopsys tidigare lanserade hjälpmedel för effektanalys - som pekar ut de områden i konstruktionen som har för hög effektförbrukning.

Konstruktören kan sedan ta till något lämpligt trick, till exempel grindad klocka, för att minska effekten. Sådana knep vill man inte göra i onödan eftersom man offrar yta, testbarhet och fördröjningstider. Men med Design Power kan man analysera hur stor effektbesparingen blir, och på så vis avgöra om tricket är värt sitt pris.

När man är nöjd med registernivåbeskrivningen skapar man indata för syntesverktyget. Nyckeln till en lyckad effektoptimering är information om omslagsaktiviteten, som man får fram med hjälp av en registernivåsimulering. Konstruktören anger även effektkrav i form av önskad maxnivå på såväl dynamisk som statisk effektförbrukning.

För övrigt behöver Power Compiler samma indata som ett vanligt syntesverktyg, alltså en konstruktionsbeskrivning på registernivå, teknologibibliotek, samt krav på timing och yta.



Stryp effekt med benbyte


När alla indata finns framme är det dags för syntes. Verktyget använder flera metoder för att strypa effektförbrukningen. Logikoptimering, där de mest aktiva signalerna passerar så få grindar som möjligt, och benbyte, där aktiva signaler får förtur till lågkapacitiva grindingångar, är två exempel. Resultatet blir en nätlista på grindnivå.

Efter layouten återmatas parasitkapacitanser och dito resistanser. Sedan finslipar man konstruktionen med ett antal nya synteskörningar, nu med täta kopplingar till ytplaneringsverktyget Floorplan Manager för att ta hänsyn till den fysiska konstruktionen.

Asicbibliotek med effektinformation är en förutsättning för Power Compiler. Sådana bibliotek finns från en handfull leverantörer, exempelvis Texas Instruments, Motorola samt LSI Logic. Fler väntas följa.

Synopsys nykomling testas för närvarande bland annat på Ericsson Radio. I september skall verktyget finnas tillgängligt för Unixmaskiner. Priset ligger runt 370 000 kronor.

Charlotta von Schultz