低功耗技术（三）UPF的使用
upf是一个统一的，被广泛应用的低功耗实现标准。它用一些标准的语言描述用户的低功耗设计意图。
一、upf所需要的特殊单元库1 ）level-shifter****和isolation cell
对于多电压设计，需要用level-shifter来实现不同电压域之间信号的电平转换。根据信号电平由高到低和由低到高的转换，level-shifter分为两类，一种是高到低、一种是低到高；
对于电源关短技术，电源关短区域的输出信号在电源关断时处于不定态，这种不定态会导致其负载单元出现内部电流，从而导致不期望的功耗。所以需要在电源关断区域的输出信号上插入isolation cell来实现对不定态的隔离。
2 ）power-gating cell ，retation-register和always-on单元
对于电源关断技术，需要power-gating cell来实现电源的关断。可以选择断开电源（vdd）或地（vss）的连接来实现power-gating；
电源关断模块有可能要求register对关断前的数据进行锁存或者在电源打开后要求对锁存的数据进行恢复，这就需要特殊的单元retention-register。
在电源关断模块还有可能需要有些信号线或逻辑长期工作，比如mtcoms单元的控制信号线，retention-register的save/restore控制信号，isolation cell的控制信号。为了实现这种功能，这就需要另外的特殊单元叫always-on cell。
二、upf在芯片设计实现中的应用
芯片划分3个power domain，分别为pd_1、pd_2、pd_top。其中pd_1是掉电区，pd_2是降压区，pd_top是常开区；pd_2嵌套在pd_1内部，当pd_1掉电时，pd_2可以降压保持数据即可。vdd和vdd_2是芯片外部提供的两个电源，分别提供给pd_top和pd_2；而vdd_1是pd_1的内部电源，由vdd经过mtcoms产生，可以通过控制mtcoms关断pd_1掉电。
三、upf对power domain的描述1）在upf中，首先要对所有的power domain进行定义。先设定顶层的power domain，然后描述pd_1和pd_2这两个power domain。
#power domaindefinitionscreate_power_domainpd_top -include_scopecreate_power_domainpd_1 -elements blockacreate_power_domainpd_2 -elements blockb2）创建power domain的建议
一些没有关闭多长时间的逻辑不应该分到关断domin里
对一些关键路径逻辑不应该考虑使用低电压或者动态电压频率调节技术
只有那些对性能没有多大影响可以加入一个新的domain
upf对power network的描述然后根据电源分区拓扑图，清晰地描述各个power_domain里面的电源网络（power nerwork），如下所示，详细的定义了每个domain里面的电源线的名称以及和芯片原始电源输入端口的连接关系。
#power ports definitions//创建顶层的电源portscreate_supply_port vdd-domain pd_top -direction increate_supply_port vdd_2-domain pd_top -direction increate_supply_portvss -domain pd_top -direction in#supply netsdefinitions//创建内部电源线create_supply_netvdd -domain pd_top//顶层的电源线create_supply_net vdd-domain pd_1 -reuse//连接到内部domaincreate_supply_net vdd_2-domain pd_topcreate_supply_net vdd_2-domain pd_1 -reusecreate_supply_net vdd_2-domain pd_2 -reusecreate_supply_net vdd_1-domain pd_1create_supply_net vss-domain pd_topcreate_supply_net vss-domain pd_1 -reusecreate_supply_net vss-domain pd_2 -reuse#connect thesupply net to power portconnect_supply_netvdd -ports vddconnect_supply_netvdd_2 -ports vdd_2connect_supply_netvss -ports vss#define theprimary power/ground for power domainsset_domain_supply_netpd_top -primary_power_net vdd -primary_ground_net vssset_domain_supply_netpd_1 -primary_power_net vdd_1 -primary_ground_net vssset_domain_supply_netpd_2 -primary_power_net vdd_2 -primary_ground_net vss四、upf对power gating的描述1）含有电源关短模块，需要在upf中定义电源关短电源（power gating cell），描述该单元的电源输入输出，以及控制信号的连接。
create_power_switch sw1-domain pd_1\\-output_supply_port {vdd_out vdd_1}\\ -input_supply_port{vdd_invdd}\\-control_port{pw_ctrl pd1_pw_en}\\-on_state {pw_on vdd_in {pw_ctrl}}-ack_port{pw_ack pd1_pw_ack}该条命令中vdd_1是vdd经过该单元后的电源名称，pd1_pw_en是控制信号，当该控制信号为高的时候，vdd_1接通vdd使电路处于开启状态，除了该控制信号，该单元还输出一个叫pd1_pw_ack的响应信号。
五、upf对isolation的描述因为芯片有关断模块，从功能上了为处理模块关断后信号输出的稳定性，还需要增加关断电源模块处于关断时如何插入isolation单元的描述。如下所示，以pd_1的边界信号定义为例：指定其所有输入信号都不插入isolation cell，输出信号默认插入到0的isolation cell，对其中两个特殊信号输入到1的isolation cell。并且定义了isolation cell的控制信号，以及插入的位置是在pd_top domain。
六、upf对power state的描述在upf里面，还有一个非常重要的部分，那就是描述电源状态表（power state table），也就是说要描述各个电源有哪些工作模式。有了这个表格，工具就可以判断是否需要在各个电源模块之间插入特殊的单元。
本芯片共有三种工作模式：
pst_pd1_on是正常模式，三个domain都是1.2v供电；
pst_pd1_off是掉电模式，pd_1掉电，其他两个domain都是1.2v供电；
pst_pd1_low是掉电模式，pd_1掉电，pd_2降压到0.8v供电；
add_port_state vdd -state{nor_vol 1.2}add_port_state vdd_1 -state{nor_vol 1.2}add_port_state vdd_1 -state{off_vol off}add_port_state vdd_2 -state{nor_vol 1.2}add_port_state vdd_2 -state{low_vol 0.8}create_ps top_pst -supplies [list vdd vdd_1 vdd_2]add_pst_state pst_pd1_on -pst top_pst -state{ nor_vol nor_vol nor_vol}add_pst_state pst_pd1_off -pst top_pst -state{ nor_vol off_vol nor_vol}add_pst_state pst_pd2_low -pst top_pst -state{ nor_vol off_vol low_vol}
高压配电柜的安装方法和注意事项
宏达电继新款虚拟实境(VR)一体机之后，发表第2代HTC Vive Pro
传感器原理大全
汽车操作系统研发：“广义”带动“狭义”—东软睿驰总经理曹斌谈“软件定义汽车”
SRAM使用总结
低功耗技术（三）UPF的使用
新的5G终端应用和网络能力将全面提升消费者体验
5G时代电信运营商将会向端到端的服务提供商转变
人工智能技术来助力 新冠肺炎疫情终结日
基于机器视觉识别的交通灯控制系统
芯动科技与Imagination双方达成新的授权协议，打造支持桌面和云计算应用的PCI-E GPU
关于3D打印磁性聚合物复合材料变压器
氮化镓和碳化硅的结构和性能有何不同
A/D转换器LTC2400功能及应用
电路分析：2种输出5V后端的负载情况
天龙avr1312使用说明
你们知道深度学习框架制造原理吗
高速双通道采样芯片AT84AD001B及其应用
数字功放什么芯片好
TI推出全新图像处理算法套件，旨在提升图像亮度和对比度
一、upf所需要的特殊单元库1 ）level-shifter****和isolation cell
对于多电压设计，需要用level-shifter来实现不同电压域之间信号的电平转换。根据信号电平由高到低和由低到高的转换，level-shifter分为两类，一种是高到低、一种是低到高；
对于电源关短技术，电源关短区域的输出信号在电源关断时处于不定态，这种不定态会导致其负载单元出现内部电流，从而导致不期望的功耗。所以需要在电源关断区域的输出信号上插入isolation cell来实现对不定态的隔离。
2 ）power-gating cell ，retation-register和always-on单元
对于电源关断技术，需要power-gating cell来实现电源的关断。可以选择断开电源（vdd）或地（vss）的连接来实现power-gating；
电源关断模块有可能要求register对关断前的数据进行锁存或者在电源打开后要求对锁存的数据进行恢复，这就需要特殊的单元retention-register。
在电源关断模块还有可能需要有些信号线或逻辑长期工作，比如mtcoms单元的控制信号线，retention-register的save/restore控制信号，isolation cell的控制信号。为了实现这种功能，这就需要另外的特殊单元叫always-on cell。
二、upf在芯片设计实现中的应用
芯片划分3个power domain，分别为pd_1、pd_2、pd_top。其中pd_1是掉电区，pd_2是降压区，pd_top是常开区；pd_2嵌套在pd_1内部，当pd_1掉电时，pd_2可以降压保持数据即可。vdd和vdd_2是芯片外部提供的两个电源，分别提供给pd_top和pd_2；而vdd_1是pd_1的内部电源，由vdd经过mtcoms产生，可以通过控制mtcoms关断pd_1掉电。
三、upf对power domain的描述1）在upf中，首先要对所有的power domain进行定义。先设定顶层的power domain，然后描述pd_1和pd_2这两个power domain。
#power domaindefinitionscreate_power_domainpd_top -include_scopecreate_power_domainpd_1 -elements blockacreate_power_domainpd_2 -elements blockb2）创建power domain的建议
一些没有关闭多长时间的逻辑不应该分到关断domin里
对一些关键路径逻辑不应该考虑使用低电压或者动态电压频率调节技术
只有那些对性能没有多大影响可以加入一个新的domain
upf对power network的描述然后根据电源分区拓扑图，清晰地描述各个power_domain里面的电源网络（power nerwork），如下所示，详细的定义了每个domain里面的电源线的名称以及和芯片原始电源输入端口的连接关系。
#power ports definitions//创建顶层的电源portscreate_supply_port vdd-domain pd_top -direction increate_supply_port vdd_2-domain pd_top -direction increate_supply_portvss -domain pd_top -direction in#supply netsdefinitions//创建内部电源线create_supply_netvdd -domain pd_top//顶层的电源线create_supply_net vdd-domain pd_1 -reuse//连接到内部domaincreate_supply_net vdd_2-domain pd_topcreate_supply_net vdd_2-domain pd_1 -reusecreate_supply_net vdd_2-domain pd_2 -reusecreate_supply_net vdd_1-domain pd_1create_supply_net vss-domain pd_topcreate_supply_net vss-domain pd_1 -reusecreate_supply_net vss-domain pd_2 -reuse#connect thesupply net to power portconnect_supply_netvdd -ports vddconnect_supply_netvdd_2 -ports vdd_2connect_supply_netvss -ports vss#define theprimary power/ground for power domainsset_domain_supply_netpd_top -primary_power_net vdd -primary_ground_net vssset_domain_supply_netpd_1 -primary_power_net vdd_1 -primary_ground_net vssset_domain_supply_netpd_2 -primary_power_net vdd_2 -primary_ground_net vss四、upf对power gating的描述1）含有电源关短模块，需要在upf中定义电源关短电源（power gating cell），描述该单元的电源输入输出，以及控制信号的连接。
create_power_switch sw1-domain pd_1\\-output_supply_port {vdd_out vdd_1}\\ -input_supply_port{vdd_invdd}\\-control_port{pw_ctrl pd1_pw_en}\\-on_state {pw_on vdd_in {pw_ctrl}}-ack_port{pw_ack pd1_pw_ack}该条命令中vdd_1是vdd经过该单元后的电源名称，pd1_pw_en是控制信号，当该控制信号为高的时候，vdd_1接通vdd使电路处于开启状态，除了该控制信号，该单元还输出一个叫pd1_pw_ack的响应信号。
五、upf对isolation的描述因为芯片有关断模块，从功能上了为处理模块关断后信号输出的稳定性，还需要增加关断电源模块处于关断时如何插入isolation单元的描述。如下所示，以pd_1的边界信号定义为例：指定其所有输入信号都不插入isolation cell，输出信号默认插入到0的isolation cell，对其中两个特殊信号输入到1的isolation cell。并且定义了isolation cell的控制信号，以及插入的位置是在pd_top domain。
六、upf对power state的描述在upf里面，还有一个非常重要的部分，那就是描述电源状态表（power state table），也就是说要描述各个电源有哪些工作模式。有了这个表格，工具就可以判断是否需要在各个电源模块之间插入特殊的单元。
本芯片共有三种工作模式：
pst_pd1_on是正常模式，三个domain都是1.2v供电；
pst_pd1_off是掉电模式，pd_1掉电，其他两个domain都是1.2v供电；
pst_pd1_low是掉电模式，pd_1掉电，pd_2降压到0.8v供电；
add_port_state vdd -state{nor_vol 1.2}add_port_state vdd_1 -state{nor_vol 1.2}add_port_state vdd_1 -state{off_vol off}add_port_state vdd_2 -state{nor_vol 1.2}add_port_state vdd_2 -state{low_vol 0.8}create_ps top_pst -supplies [list vdd vdd_1 vdd_2]add_pst_state pst_pd1_on -pst top_pst -state{ nor_vol nor_vol nor_vol}add_pst_state pst_pd1_off -pst top_pst -state{ nor_vol off_vol nor_vol}add_pst_state pst_pd2_low -pst top_pst -state{ nor_vol off_vol low_vol}
高压配电柜的安装方法和注意事项
宏达电继新款虚拟实境(VR)一体机之后，发表第2代HTC Vive Pro
传感器原理大全
汽车操作系统研发：“广义”带动“狭义”—东软睿驰总经理曹斌谈“软件定义汽车”
SRAM使用总结
低功耗技术（三）UPF的使用
新的5G终端应用和网络能力将全面提升消费者体验
5G时代电信运营商将会向端到端的服务提供商转变
人工智能技术来助力 新冠肺炎疫情终结日
基于机器视觉识别的交通灯控制系统
芯动科技与Imagination双方达成新的授权协议，打造支持桌面和云计算应用的PCI-E GPU
关于3D打印磁性聚合物复合材料变压器
氮化镓和碳化硅的结构和性能有何不同
A/D转换器LTC2400功能及应用
电路分析：2种输出5V后端的负载情况
天龙avr1312使用说明
你们知道深度学习框架制造原理吗
高速双通道采样芯片AT84AD001B及其应用
数字功放什么芯片好
TI推出全新图像处理算法套件，旨在提升图像亮度和对比度