[发明专利]一种基于功耗库的大规模数字集成电路功耗动态评估装置

权利要求书

1.一种基于功耗库的大规模数字集成电路功耗动态评估装置，其特征在于，由功耗库构建模块(01)和功耗评估模块(02)组成，所述装置的功耗库构建模块(01)通过分析数字集成电路的门级网表文件(03)，从中提取出该电路使用的所有基本单元电路种类的列表(04)；然后所述装置的功耗库构建模块(1)通过检索基本单元电路设计库(25)自动为这些基本单元电路分别创建功耗模型(06)并为功耗模型产生输入向量和初始化电路存储节点，进行指定环境温度、工作频率和工作电压条件下HSPICE仿真，从而为待功耗评估电路形成基本单元电路功耗库(9)，并提供给所述装置的功耗评估模块(02)；然后，功耗评估模块(02)通过分析电路设计过程中产生的电路门级网表文件(03)，电路门级功能仿真波形文件(11)，电路寄生参数提取文件(10)，检索它所获取的基本单元电路功耗库(9)，对电路在指定工作温度、工作频率和工作电压下的功耗进行动态评估。

2.如权利要求1所述的基于功耗库的大规模数字集成电路功耗动态评估装置，其特征在于，所述装置中的功耗库构建模块(01)有一个功耗模型构建子模块(16)，能够为数字电路中所有已知的下列类型的基本单元电路，包括，各种静态组合逻辑单元，各种动态多米诺逻辑单元，各种动态预充单元，各种静态时序单元，各种动态时序单元，各种动态存储单元，各种静态存储单元，各种门控时钟单元，各种CAM单元，各种带敏感放大器的SRAM阵列单元等自动构建功耗模型(06)；所述装置的功耗库构建模块(01)通过分析数字集成电路的门级网表文件(03)，从中提取出该电路使用的所有基本单元电路种类的列表(04)并提供给功耗模型构建子模块(16)；对于此列表(04)中的每一种基本单元电路，功耗模型构建子模块(16)通过检索基本单元电路设计库自动为其构建功耗模型(06)，并提取该基本单元电路的端口和存储节点的信息(05)，然后根据其端口与存储节点信息(05)自动遍历输入和存储节点翻转的各种情况产生输入向量和存储节点初始化的信息(07)提供给此基本单元电路的功耗模型(06)，用于此基本单元电路的HSPICE功耗仿真，通过提取HSPICE功耗仿真后形成的仿真结果(08)并进行处理，所述装置的功耗库构建模块(01)就为待功耗评估电路自动产生了基本单元电路功耗库(09)；由于每个基本单元电路的规模很小，采用高精度的HSPICE电路模拟器进行功耗仿真的速度很快，因此所述装置的功耗库构建模块(01)能快速提供高精度的基本单元电路功耗库(09)，而且一旦产生了基本单元电路功耗库(09)，则以后进行功耗评估时，只要电路的工作电压和工作频率以及环境温度不变，就可以直接使用此功耗库，无需再重新构建基本单元电路功耗库。

3.如权利要求1所述的基于功耗库的大规模数字集成电路功耗动态评估装置，其特征在于，所述装置的功耗评估模块(2)一旦获得了如权利要求2所述装置的功耗库构建模块(1)为待功耗评估电路自动构建的基本单元电路功耗库(09)，所述装置的功耗评估模块(2)就可以通过分析电路经门级功能仿真获得的波形文件(11)，以及电路的门级网表文件(03)，得到待功耗评估电路使用的所有基本单元电路实例的端口和存储节点在任意一个仿真时钟周期的状态翻转信息(12)和互连线信号翻转信息(13)，然后，所述装置的功耗评估模块(2)的功耗库检索子模块(23)利用此信息(12)来检索电路的基本单元电路功耗库(9)，从而计算出此基本单元电路实例在此仿真时钟周期内消耗的功耗，而对于基本单元电路实例之间的互连信号，所述装置的功耗评估模块(2)中的互连线寄生电容反标子模块(20)通过分析电路寄生参数提取文件(10)，将这些互连线的寄生电容反标给电路的门级网表(03)，所述装置的功耗评估模块(2)中的互连线功耗计算子模块(22)再根据互连信号的翻转信息(13)，计算出基本单元电路实例之间互连信号线翻转所消耗的功耗，所述装置的功耗评估模块(2)再通过累计所有基本单元电路实例的功耗以及各它们之间的互连信号线翻转消耗的功耗就可以计算出电路在此仿真时钟周期的总功耗。

4.如权利要求1所述的基于功耗库的大规模数字集成电路功耗动态评估装置，其特征在于：在电路的每一个仿真时钟周期，所述装置的功耗评估模块(02)检索所述装置的功耗库构建模块(01)为电路自动构建的基本单元电路功耗库，得到电路中每个基本单元电路实例在该周期的功耗，并进行累加，同时累加上基本单元电路实例之间所有互连信号翻转消耗的功耗，这个过程只需要进行一次计算迭代就可得出电路在此一仿真时钟周期的功耗，这与通常的晶体管级模拟器需要采用比一个仿真时钟周期小得多的时间步长进行多次计算循环迭代才能计算出电路在一个仿真时钟周期的功耗相比，在评估精度差异不大的情况下，评估速度提升达三到四个数量级。