四月清和雨乍晴，靜態功耗亂伊心

最新 04-14

女人花

梅艷芳

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很長一段時間，對leakagepower的計算都有一個錯誤的認知，認為只要cell個數類型確定，leakage就是個固定值，同一個網表不論在哪個工具里report出來的leakage值都一樣。直到一次被一個實際例子狠扇了兩巴掌，深究後，各工具的行為終得解釋清除。正好今天跟寵萌的萌萌說起這個東西，發出來，僅供參考。

大概在遙遠的90nm之前，leakage power在library里確實是被描述成一個常值的。但從90nm開始，為了更加精確，library里的leakage power不再是個常值了，而是被模擬成一個輸入狀態的函數。所以基礎還是library，在一個library里跟leakage相關的變數大致有：

library(my_lib) {

leakage_power_unit:"1nW";

default_leakage_power_density:0.0;

default_cell_leakage_power:0.0;

cell_leakage_power:53057.365200;

leakage_power(){

when:"!A & !B & !CI";

value: ...;

power_level:"VDD";}

}

Leakage_power_unit:標示leakage power的單位，如果所有庫里都沒有該變數的定義，每個工具都會有自己默認的單位，如Genus默認用nW。

cell_leakage_power:標示固定的leakage power值，如果library里沒有該變數的定義，或者該變數是個負值，工具會用default_cell_leakage_power的值，如果default_cell_leakage_power也沒有指定，則用default_leakage_power_density的值乘以該cell的面積來計算得出一個leakage值，如果這三個變數都沒有定義，則leakage的值為0。

leakage_power(){}:這一部分就是用來定義跟輸入狀態相關的leakage power，其中"when"用於定義輸入的狀態，如果某種狀態沒有定義，則用cell_leakage_power定義的值來計算leakage；power_level用於多電壓cell中指定是跟哪個電壓相關的leakage power。

搞清library中相關變數的定義後，剩下就是如何計算的問題了，其他情況好理解，分別看一下如何用default_leakage_power_density計算leakage power，及如何計算跟輸入狀態相關的leakage power。

如果library里既沒有定義cell_leakage_power也沒有定義default_cell_leakage_power而只定義了default_leakage_power_density，則：

cell_leakage_power= area*default_leakage_power_density

跟輸入狀態相關的leakge_power計算，計算公式為

拿AND2X2這個cell為例，它的輸入總共有四種組合狀態，在lib中只定義了三種狀態，同時還定義了cell_leakage_power，所以對於沒定義的狀態，在計算時用cell_leakage_power指定的值。假設，A處在狀態"1"的概率是0.6，B處在狀態"1"的概率是0.3，則該cell的leakge power為：

prob(!A) x prob(!B) x yy11+ prob(!A) x prob(B) x yy22 +prob(A) x prob(!B) x yy33 +prob(A) x prob(B) x YYYY=0.4 x 0.7 x yy11 +0.4 x 0.3 x yy22 + 0.6 x 0.7 x yy33 +0.6 x 0.3 x YYYY

在實際項目中，如果沒有讀入activity的文件，不同的工具都會有根據默認或指定的probability來計算每個cell輸入pin的probability，不同工具也會有相應的命令來report出當前的probability是多少，如Genus可以用命令：report instance –power，也可以通過以下attribute得到相關信息：

lp_probability_type

lp_default_probability

lp_computed_probability

不成熟的小建議：找一個cell在不同的工具里分別去報它的leakage，再根據本文陳述的內容，去觀摩工具的行為，這一點就會盡在你的掌握之中了。

參考文獻：

genus_library.pdf

genus_lowpower_legacy.pdf

驢說IC

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