一款南桥芯片的低功耗逻辑综合与等价性验证

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1、西安电子科技大学硕士学位论文一款南桥芯片的低功耗逻辑综合与等价性验证作者：秦凌导师：刘毅教授学科：集成电路工程中国·西安2013年1月Low-powerSynthesisandEquivalenceCheckingForASouthBridgeChipinFusionControllerHubADissertationSubmittedtoXidianUniversityInCandidacyforDegreeofMasterinIntegratedCircuitEngineeringByQinLingXi’an,P.R.ChinaJanuary201

2、3西安电子科技大学学位论文创新性声明秉承学校严谨的学风和优良的科学道德，本人声明所呈交的论文是我个人在导师指导下进行的研究工作及取得的研究成果。尽我所知，除了文中特别加以标注和致谢中所罗列的内容以外，论文中不包含其他人已经发表或撰写过的研究成果；也不包含为获得西安电子科技大学或其它教育机构的学位或证书而使用过的材料。与我一同工作的同志对本研究所做的任何贡献均已在论文中做了明确的说明并表示了谢意。申请学位论文与资料若有不实之处，本人承担一切的法律责任。本人签名：日期：西安电子科技大学关于论文使用授权的说明本人完全了解西安电子科技大学有关保留和使用学位论文

3、的规定，即：研究生在校攻读学位期间论文工作的知识产权单位属西安电子科技大学。学校有权保留送交论文的复印件，允许查阅和借阅论文；学校可以公布论文的全部或部分内容，可以允许采用影印、缩印或其它复制手段保存论文。同时本人保证，毕业后结合学位论文研究课题再撰写的文章一律署名单位为西安电子科技大学。（保密的论文在解密后遵守此规定）本学位论文属于保密，在年解密后适用本授权书。本人签名：导师签名：日期：日期：摘要摘要随着集成电路设计水平的提高，特别是基于IP复用技术和多核芯片的片上系统（SoC）的设计的出现，低功耗设计的需求越来越高，同时低功耗设计实现的验证成为芯片

4、设计的关键因素之一。本文基于TSMC65nm工艺的一款南桥芯片的设计与验证过程，使用统一功耗格式（CPF：CommonPowerFormat）描述的低功耗控制、实现低功耗设计，重点完成基于CPF设计的芯片低功耗逻辑综合以及低功耗设计的等价性验证。基于芯片设计中对XHC模块进行CPF功耗管理文件的设计，结合多电源电压设计、门控时钟和电源转换等低功耗技术。CPF文件针对设计功能制定相应的工作状态、工作/唤醒状态和转化控制，通过多电源设计、电源转换管理、门控时钟等设计实现。采用CPF文件进行低功耗逻辑综合，实现面积与功耗之间的折中设计：用面积0.16%的增加

5、换取了总功耗8%的减少。通过分析CPF文件在综合过程与等价性验证过程中的设计区别，总结出基于CPF低功耗设计的验证新方法：RTL级设计与初步综合的网表（完成扫描功能设计）的第一次等价性验证；初步综合网表与低功耗综合优化网表的第二次等价性验证；低功耗综合网表与物理网表间的第三次等价性验证。新方法的特点是将综合过程中设计功能的改变和低功耗设计分别验证，目的是方便验证查错、减少设计周转时间。论文最后完成了基于CPF文件南桥芯片的新方法的等价性验证方法，总结验证过程遇到的问题并且提出加速验证方法，即：层次化验证与基于模块路径分析（MDP）等相结合的方法。与新方

6、法改善比较的结果表明，新等价性验证方法与加速验证方法相结合从每一步的等价性验证到整个流程的等价性验证过程不仅能够加速验证而且便于验证调试。在南桥芯片验证过程中针对较大规模设计该方法减少验证时间约占60%~70%，改善明显。关键词：低功耗逻辑综合CPF新等价性验证加速验证方法AbstractAbstractWiththeimprovedICdesigntechnologyandtheappearanceoftheSystem-on-ChipandIP(IntellectualProperty)reusetechnology.Atthesametime,l

7、owpowerdesignbecameincreasinglyimportant,andlowpowerimplementationandequivalencecheckhavebecomeoneofthekeyfactorsincircuitdesign.Inthisthesis,basedontheTSMC65nmprocessauthorusestheCPFdescirbethelowpowerintentioninaSouthBridgechip,alsofinishthelow-powerlogicsynthesisandequivalenc

8、echeck.Combiningmulti-powerdomain,clock-gatinga