低功耗设计单元汇总
为实现低功耗设计，会采用多电源域、多电压域、动态电压调节等策略，需要使用到电压控制单元，包括：isolation、level shifter、power switch、always-on、retention等，下面介绍学习的一些低功耗单元概念、lib格式和pg_type的三种类型。
低功耗单元汇总
isolation cells
隔离单元，用于在电源关断之后，保持输出为定值。用在shut-off电压域的输出。可以防止不定态信号值传播引起下级逻辑错误，和当电压在0.5 vdd附近时造成的短路功耗。
按照放置的位置可以分为sink-side和source-side。其中sink-side指的是放在always-on电压域的单元，里面只有一个供电电源，即always-on的电源。source-side指的是放在可关断电压域的单元，里面有两个供电电源，shutoff电源和always-on电源。
按照结构可以分为and-type、or-type和latch-type类型的单元。
因此组合可以分文sink-side and-type isolation cell、sink-side or-type isolation cell、sink-side latch-type isolation cell、source-side and-type isolation cell with global power、source-side or-type isolation cell with global power、source-side latch-type isolation cell with global power等。
level shifter cells
电压转换单元，用于将信号从一个电压域转移到另一个电压域。一般用于低电压域到高电压域的转换：因为假如低电压域输出0，那么能够正常控制高电压域的nmos关闭和pmos开启，如果低电压域输出1，因为电压较低，一般来说能够控制高电压域nmos开启，但是不能控制pmos关闭，造成短路。
power switch cells
电源开关，能够打开/关闭电压域的供电电源，分为header（通过pmos控制vdd开关）和footer（利用nmos控制vss开关，该库没有这一类型）。
学习了4种类型的header结构的power switch cells。包括：
header： switch connects the local power with global power，最基础版，只有一个输入使能。
headerbuf：switch with always-on buffer that connects the local power with global power，高级点的，有输入使能和输出。
headerbuftie:：switch with always-on buffer that connects the local power with global power, the n-well and p-well are tied to vddg and vss respectively，在headerbuf基础上给nwell和pwell加了偏置。
headertie:，switch that connects the local power with global power, the n-well and p-well are tied to vddg and vss respectively，在header基础上加了nwell和pwell偏置。
always-on cells
该电源供电来源于不会被关断的电源域，但是可以被摆放到shut-off电源域，用于驱动always-on net。其结构是shutoff的vdd和vss在基本单元版图中为feedthrough形式，仅用于连接power rail保证不断路，真正的供电电源为vddg（backup power）。
类型：
tiehi、tielo、二输入与或门、反相器、延时单元、buf等。
retention cells
能够在电源关断的情况下保持状态。是时序逻辑，有两种类型：flip-flop和latch。
没找到retention cell的详细结构。
特殊单元
filldcap：为了防止大量标准单元翻转造成的voltage drop问题。其原理是电容公式为c=εs/4πkd，通过下面的版图，增大了s，降低了d，因此提升了vdd和vss之间的电容，能够维持电源稳定。
此外还有为nwell和pwell提供偏置电压的特殊单元。
lib举例：
sink-side isolation：
cell(a2biso) {
cell_footprint : a2biso ;
dont_touch : true ;
dont_use : true ;
is_isolation_cell : true ;
sec_class : combinational ;
sec_cell_type : clamp ;
valid_location : to ;
leakage_power
...
pg_pin(vdd) {
voltage_name : vdd ;
pg_type : primary_power ;
related_bias_pin : tw ;
}
...
pin(y) {
direction : output ;
function : (a&!enb) ;
related_ground_pin : vss ;
related_power_pin : vdd ;
power_down_function : !vdd+vss ;
sec_pin_type : data ;
internal_power
timing
...
}
...
sec_pdt_pin(vdd) {
sec_pdt_pin_type : power ;
}
...
}
source-side isolation：
cell(gpa2biso) {
cell_footprint : gpa2biso ;
dont_touch : true ;
dont_use : true ;
is_isolation_cell : true ;
sec_class : combinational ;
sec_cell_type : clamp ;
valid_location : from ;
leakage_power()
...
pg_pin(vdd) {
voltage_name : vdd ;
pg_type : primary_power ;
related_bias_pin : tw ;
}
pg_pin(vddg) {
voltage_name : vddg ;
pg_type : backup_power ;
}
...
pin(a) {
direction : input ;
related_ground_pin : vss ;
related_power_pin : vdd ;
isolation_cell_data_pin : true ;
internal_power
...
}
}
pin(enb) {
direction : input ;
input_voltage : alwaysonpower ;
related_ground_pin : vss ;
related_power_pin : vddg ;
isolation_cell_enable_pin : true ;
sec_pin_type : enable_low ;
always_on : true ;
internal_power
...
}
}
pin(y) {
direction : output ;
function : (a&!enb) ;
output_voltage : alwaysonpower ;
related_ground_pin : vss ;
related_power_pin : vddg ;
power_down_function : !vdd+!vddg+!tw+vss+vpw+sx ;
always_on : true ;
internal_power
...
timing
...
}
sec_pdt_pin(vdd) {
sec_pdt_pin_type : power ;
}
...
}
power switch:
cell(head) {
cell_footprint : headl ;
dont_touch : true ;
dont_use : true ;
switch_cell_type : coarse_grain ;
sec_cell_type : complex ;
user_function_class : head ;
leakage_power
...
dc_current(ivt125x25) {
related_switch_pin : sleep ;
related_pg_pin : vddg ;
related_internal_pg_pin : vdd ;
}
pg_pin(vdd) {
voltage_name : vdd ;
pg_type : internal_power ; （power switch的内部输出电源）
direction : output ;
switch_function : sleep ;
pg_function : vddg ;
}
pg_pin(vddg) {
voltage_name : vddg ;
pg_type : primary_power ; （power switch使用的电源）
}
...
pin(sleep) {
direction : input ;
input_voltage : header ;
related_ground_pin : vss ;
related_power_pin : vddg ;
switch_pin : true ;
always_on : true ;
...
}
sec_pdt_pin(vdd)
...
}
pg_type的3种类型
primary_power/ground：
主电源/地，一般功能信号使用的电源/地，可关断
backup_power/ground：
备用电源/地，always-on的电源/地
internal_power/ground：
内部电源/地，主要用于power switch的电源/地
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低功耗单元汇总
isolation cells
隔离单元，用于在电源关断之后，保持输出为定值。用在shut-off电压域的输出。可以防止不定态信号值传播引起下级逻辑错误，和当电压在0.5 vdd附近时造成的短路功耗。
按照放置的位置可以分为sink-side和source-side。其中sink-side指的是放在always-on电压域的单元，里面只有一个供电电源，即always-on的电源。source-side指的是放在可关断电压域的单元，里面有两个供电电源，shutoff电源和always-on电源。
按照结构可以分为and-type、or-type和latch-type类型的单元。
因此组合可以分文sink-side and-type isolation cell、sink-side or-type isolation cell、sink-side latch-type isolation cell、source-side and-type isolation cell with global power、source-side or-type isolation cell with global power、source-side latch-type isolation cell with global power等。
level shifter cells
电压转换单元，用于将信号从一个电压域转移到另一个电压域。一般用于低电压域到高电压域的转换：因为假如低电压域输出0，那么能够正常控制高电压域的nmos关闭和pmos开启，如果低电压域输出1，因为电压较低，一般来说能够控制高电压域nmos开启，但是不能控制pmos关闭，造成短路。
power switch cells
电源开关，能够打开/关闭电压域的供电电源，分为header（通过pmos控制vdd开关）和footer（利用nmos控制vss开关，该库没有这一类型）。
学习了4种类型的header结构的power switch cells。包括：
header： switch connects the local power with global power，最基础版，只有一个输入使能。
headerbuf：switch with always-on buffer that connects the local power with global power，高级点的，有输入使能和输出。
headerbuftie:：switch with always-on buffer that connects the local power with global power, the n-well and p-well are tied to vddg and vss respectively，在headerbuf基础上给nwell和pwell加了偏置。
headertie:，switch that connects the local power with global power, the n-well and p-well are tied to vddg and vss respectively，在header基础上加了nwell和pwell偏置。
always-on cells
该电源供电来源于不会被关断的电源域，但是可以被摆放到shut-off电源域，用于驱动always-on net。其结构是shutoff的vdd和vss在基本单元版图中为feedthrough形式，仅用于连接power rail保证不断路，真正的供电电源为vddg（backup power）。
类型：
tiehi、tielo、二输入与或门、反相器、延时单元、buf等。
retention cells
能够在电源关断的情况下保持状态。是时序逻辑，有两种类型：flip-flop和latch。
没找到retention cell的详细结构。
特殊单元
filldcap：为了防止大量标准单元翻转造成的voltage drop问题。其原理是电容公式为c=εs/4πkd，通过下面的版图，增大了s，降低了d，因此提升了vdd和vss之间的电容，能够维持电源稳定。
此外还有为nwell和pwell提供偏置电压的特殊单元。
lib举例：
sink-side isolation：
cell(a2biso) {
cell_footprint : a2biso ;
dont_touch : true ;
dont_use : true ;
is_isolation_cell : true ;
sec_class : combinational ;
sec_cell_type : clamp ;
valid_location : to ;
leakage_power
...
pg_pin(vdd) {
voltage_name : vdd ;
pg_type : primary_power ;
related_bias_pin : tw ;
}
...
pin(y) {
direction : output ;
function : (a&!enb) ;
related_ground_pin : vss ;
related_power_pin : vdd ;
power_down_function : !vdd+vss ;
sec_pin_type : data ;
internal_power
timing
...
}
...
sec_pdt_pin(vdd) {
sec_pdt_pin_type : power ;
}
...
}
source-side isolation：
cell(gpa2biso) {
cell_footprint : gpa2biso ;
dont_touch : true ;
dont_use : true ;
is_isolation_cell : true ;
sec_class : combinational ;
sec_cell_type : clamp ;
valid_location : from ;
leakage_power()
...
pg_pin(vdd) {
voltage_name : vdd ;
pg_type : primary_power ;
related_bias_pin : tw ;
}
pg_pin(vddg) {
voltage_name : vddg ;
pg_type : backup_power ;
}
...
pin(a) {
direction : input ;
related_ground_pin : vss ;
related_power_pin : vdd ;
isolation_cell_data_pin : true ;
internal_power
...
}
}
pin(enb) {
direction : input ;
input_voltage : alwaysonpower ;
related_ground_pin : vss ;
related_power_pin : vddg ;
isolation_cell_enable_pin : true ;
sec_pin_type : enable_low ;
always_on : true ;
internal_power
...
}
}
pin(y) {
direction : output ;
function : (a&!enb) ;
output_voltage : alwaysonpower ;
related_ground_pin : vss ;
related_power_pin : vddg ;
power_down_function : !vdd+!vddg+!tw+vss+vpw+sx ;
always_on : true ;
internal_power
...
timing
...
}
sec_pdt_pin(vdd) {
sec_pdt_pin_type : power ;
}
...
}
power switch:
cell(head) {
cell_footprint : headl ;
dont_touch : true ;
dont_use : true ;
switch_cell_type : coarse_grain ;
sec_cell_type : complex ;
user_function_class : head ;
leakage_power
...
dc_current(ivt125x25) {
related_switch_pin : sleep ;
related_pg_pin : vddg ;
related_internal_pg_pin : vdd ;
}
pg_pin(vdd) {
voltage_name : vdd ;
pg_type : internal_power ; （power switch的内部输出电源）
direction : output ;
switch_function : sleep ;
pg_function : vddg ;
}
pg_pin(vddg) {
voltage_name : vddg ;
pg_type : primary_power ; （power switch使用的电源）
}
...
pin(sleep) {
direction : input ;
input_voltage : header ;
related_ground_pin : vss ;
related_power_pin : vddg ;
switch_pin : true ;
always_on : true ;
...
}
sec_pdt_pin(vdd)
...
}
pg_type的3种类型
primary_power/ground：
主电源/地，一般功能信号使用的电源/地，可关断
backup_power/ground：
备用电源/地，always-on的电源/地
internal_power/ground：
内部电源/地，主要用于power switch的电源/地
运算放大器虚短虚断发生的条件是什么
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电磁离合器说明书-STEKI堂奕
什么是二极管的反向恢复时间
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MIMXRT1060 FLEXIO UART波特率
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电路板上一般什么胶水_电路板封胶用什么胶
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今年除了iPhone8, 苹果预计还会发布这些新品!
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