發(fā)布時間：2020-06-16 06:57

【摘要】：科技的迅猛發(fā)展使得智能手機在人們生活中占據著重要地位,而人們對智能手機功能的需求促進了手機基帶芯片技術的不斷革新。但是隨著芯片功能的強大,芯片設計的復雜程度越來越高,設計難度成倍提升,同時功耗問題很難得到控制,這些隨之而來的問題制約著基帶芯片技術的進一步發(fā)展。因此,降低芯片功耗以及基帶芯片本身的控制系統(tǒng)的優(yōu)化設計成為了芯片開發(fā)設計中的重點,尤其是電源控制系統(tǒng)的設計,由于其直接與功耗相關而顯得尤為重要。本文研究的內容是圍繞英特爾公司的一款基帶芯片項目中新添加的模塊——統(tǒng)一處理器組(Unified Processor Cluster,UPC)子系統(tǒng)進行的。UPC子系統(tǒng)是基帶芯片中為了提高其工作效率而加入的含處理器組子系統(tǒng),用于快速的數據處理和系統(tǒng)控制。本文通過對UPC子系統(tǒng)各個功能的分析,針對各個模塊的不同功能及對電源的需求,對其的電源域進行了合理的劃分。并基于該劃分方法和相關模塊的工作原理,在現(xiàn)有的電源設計低功耗方法的基礎上,針對UPC子系統(tǒng)中ARC處理器組內部的系統(tǒng)級緩存(System Level Cache,SLC)控制單元的電源控制邏輯進行了系統(tǒng)設計。在此基礎上,本文運用了兩種不同的驗證方法對UPC子系統(tǒng)整體的電源域控制單元進行了全面的驗證。通過基于C語言的定向驗證用例,對UPC子系統(tǒng)的電源控制單元中的主要功能點進行了高效的定向驗證,該驗證意在直接針對功能進行驗證,提高驗證效率及功能覆蓋率。同時,通過搭建通用驗證方法學(Universal Verification Methodology,UVM)驗證環(huán)境,對UPC電源控制單元的功能進行了隨機驗證,該驗證意在通過隨機的驗證激勵,發(fā)現(xiàn)定向驗證中難以覺察到的設計方案以及設計中存在的問題,使驗證更加完善,驗證結果更具說服力。本文中對UPC子系統(tǒng)整體電源域的劃分基于多種電源低功耗設計的方法,使UPC子系統(tǒng)的功耗達到了設計要求,工程中的功耗指標為120mW,實際結果比預期的功耗低了20mW左右。在對其中SLC控制邏輯的電源控制設計上,不僅滿足了UPC子系統(tǒng)功能本身的要求,還通過設計狀態(tài)機控制電源,兩級狀態(tài)機間的握手進行電源控制,延時控制狀態(tài)機進行狀態(tài)跳轉等方法,簡化了部分復雜的控制邏輯,使控制結構更加明晰。在驗證上,通過C語言的定向驗證,使得UPC電源控制功能覆蓋率達到100%。通過基于UVM的隨機驗證,使得最終的代碼覆蓋率也達到了100%。兩種驗證方法結合驗證,使得設計更加符合功能需求。
【學位授予單位】：西安電子科技大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2018
【分類號】：TN402
【圖文】：

相關的控制單元，圖 5.1 為該環(huán)境的基本結構圖。圖中 Modem單元，UPC 的很多信號接口是直接與 Modem CU 相連的。在寄存器，可以通過配置這些寄存器，來產生對應的控制信號， UPC 子系統(tǒng)中來對 UPC 子系統(tǒng)進行控制。主要使用的控制寄中處理器核的啟動控制，對 UPC 存儲器或寄存器訪問時的 制斷電控制等。同時在 Modem CU 中還有表明 UPC 中 ARC狀態(tài)寄存器以及 DMI 請求應答狀態(tài)的狀態(tài)寄存器。圖中還有ocessor，在該驗證環(huán)境中，它并非是實際意義上 UPC 外部的理器功能的驗證環(huán)境的一部分。由于當 UPC 電源關閉時，需odemCU 中的寄存器去觸發(fā) UPC 中處理器核的啟動請求信號，不能通過訪問 UPC 的寄存器來查看處理器的狀態(tài)，而是需于 Modem CU 中的鏡像狀態(tài)寄存器來查看狀態(tài)，此時r 來訪問 Modem CU。因此，C_Processor 不僅是驗證環(huán)境中的到了狀態(tài)檢查器的作用。

和 DCCM 進行加載。如果 force_to_run 設置為“1”，在處理器核復位釋放之后，硬件啟動時，將會跳過通過 DMA 加載 ICCM 和 DCCM 這一步驟。圖5.3 功能驗證結果圖 5.3 為以上用例的驗證結果，電源控制功能驗證全部通過。以 SLC 電源控制為例，對驗證案例中的波形進行分析，圖 5.4 至圖 5.7 均為 SLC 電源控制仿真。圖5.4 SLC 電源控制初次開啟電源波形如圖 5.4 所示，當狀態(tài)信號 BISR_DONE_FLAG_I 從“0”變?yōu)椤?”后，狀態(tài)從COLD_START_E 跳出來，并給出了電源開啟請求；在 SLC_PWR_STATUS_I 從“0”變?yōu)椤?”后，表示電源已經開啟，SLC 狀態(tài)機進入 POWER_ON_E 狀態(tài)。圖5.5 SLC 電源控制關閉電源波形如圖 5.5 所示，為 SLC 電源從開到關的狀態(tài)�？梢钥吹皆谟� PD1_PD_REQ_I 這個斷電請求后狀態(tài)機跳轉

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本文編號：2715702