28nm低功耗移动基带芯片的IR Drop分析与优化
近年来,移动互联网技术发展迅速,便携式移动智能设备不断更新换代,移动设备的性能不断提高。由于移动设备性能与工作频率的提高,芯片内部逻辑变得日益复杂,随之带来的功耗问题越来越严重。功耗的增加降低了移动智能设备的续航时间,芯片设计越来越注重低功耗的设计方法。功耗的增大,在芯片内部引起了电压降(IR Drop)的问题,而电压降会引起芯片内部逻辑供电的不足,使芯片的性能降低,甚至导致芯片的功能错乱,如果移动基带芯片中有较严重的电压降问题,将会直接导致移动设备的某些功能无法实现。因此,对基带芯片电压降的分析是基带芯片后端物理设计工程师需要重点考虑的问题。本课题基于作者所在公司的一款4G手机基带芯片,深入讨论了28nm工艺下基于低功耗设计的移动基带芯片中静态及动态电压降分析的方法及过程,设计实现了几种在芯片物理设计阶段应用的IR Drop优化方法,通过这些方法有效降低了芯片内电压降的最大值。本文首先研究了数字集成电路中的功耗理论,对目前的低&
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三星宣布推出全球第一款支持6CA(载波聚合)技术的基带芯片,它将配备到下一代Exynos系列处理器中。三星表示,今年早些时候发布的Exynos 9处理器整合了LTE Cat.16级别的基带芯片,这是行业内首款支持5CA的芯片,能够实现峰值1Gbps的下载速率。这次最新发布的基带芯片最高可支持LTE Cat.16,峰值下载速率能够达到1.2Gbps,相比此前提升了20%。三星表示,全新的基带仅需10秒左右就能够下载一部电影,还能让用户享受全程无卡顿的视频通话以及移动直播。同时,...&
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1低功耗策略的提出1.1基于日常生活手机主要功能有:接打电话、收发短信以及上网等。自从其问世以来人们已经越来越离不开这种同学设备。据相关统计,截止2010年底,全球使用手机的人数达到50亿人,随着使用手机人数的增加,手机通话时间也越来越长。其中美国人最甚,每月达到了835分钟,其次是中国的香港和大陆,分别是430和420分钟,每天平均打电话的时间约为14分钟。由此我们也可以知道,手机在一天只有一小部分时间被使用,其他的时间都是处于待机的状态,而基带芯片除了在手机使用的过程中会运行以外,在手机待机的过程中没有必要与通信基站进行数据交换,如果这时ARM,DSPs等硬件电路还处于运行的状态,那么手机电池中的部分电量就会被无意义的损失掉,所以为了避免这种无意义的消耗,在手机出于待机状态时这些功能模块的电源和时钟都应该处于关闭状态。1.2基于通信协议FDMA系统中的一个频道可以称为帧,并且在TDMA中被定义成每个载频中所包含的8个连续的时...&
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新春伊始，世界最大的模拟集成 电路供应商之一─—ＡＤＩ（Ａｎａｌｏｇ Ｄｅｖｉｃｅｓ，美国模拟器件公司）来到中国。推出首个用于ＧＳＭ手机的完全基于ＲＡＭ（随机存储器）的基带芯片组ＡＤ２０ｍｓｐ４３０ ＳｏｆｔＦｏｎｅ。创建于１９６５年美国麻省Ｎｏｒｗｏｏｄ的ＡＤＩ，多年来一直致力于设计、制造和销售标准功能的通用线性及混合信号集成电路和系统级集成电路。产品广泛应用于通信、计算机、工业、仪器仪表、军事／航天、汽车及高档消费电子产品等领域。在麻省、加州、菲律宾、中国台湾都建有工厂。１９９９年财年的销售额达１４．５亿美元。 作为新一代全球移动通信系统基带芯片组，它能使移动电话制造商仅用软件定制性能和选项，网络公司可通过无线方式增加或删减一些性能，同时在功耗、成本、尺寸方面具备明显优势。 ＡＤ２０ｍｓｐ４３０ ＳｏｆｔＦｏｎｅ基带处理芯片包含ＡＤＳＰ２１８ｘＤＳＰ内核和ＡＲＭ７Ｔｈｕｍｂ ＲＩＳＣ处理器，由两片芯片Ｄ６５２２数字基带处理器...&
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我们在买手机时总是重点关注它的CPU和GPU,但又有多少人晓得基带芯片的重要性?前不久曾传出德州仪器(TI)有意退出智能移动终端处理器市场的消息。虽然随后TI又表示OMAP5系列处理器还是会如期面世,但无论如何,德州仪器确实面临着市场份额减少、需求萎缩的问题,而这与其缺乏完整的解决方案有着密切的关联。其中最核心的问题是TI缺乏3G/4G网络基带芯片,因此越来越多的智能移动终端厂商更为青睐有着完整解决方案的高通公司。那么,基带芯片的影响真有那么大吗?首先我们需要明确一个概念,手机所用的“处理器”其实是一种SoC(System on a Chip)片上系统,除了CPU(中央处理器)以外还包含内存控制器、GPU(图形芯片),而本文讨论的重点:基带芯片也是这个SoC片上系统的组成部分之一。什么是基带芯片我们可以将基带芯片理解为手机的通信模块,负责完成移动网络中无线信号的解调、解扰、解扩和解码工作,它相当于我们使用的Modem,手机支持什...&
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Strategy Analytics手机元器件技术服务近期发布的研究报告《2016年基带芯片市场份额追踪:英特尔、联发科和展讯赢取高通份额》指出,2016年全球蜂窝基带处理器市场规模同比增长5%达到223亿美元。Strategy Analytics的报告指出,2016年,高通、联发科、三星LSI、展讯和海思占据基带收益份额前五的席位。竞争激烈,高通以50%的收益份额位居榜首;联发科和三星LSI分别以24%和10%的收益份额分列二、三名。2016年LTE基带市场同比增长36%,增速强劲,而其它基带细分市场规模却急剧下降。Strategy Analytics手机元器件技术服务副总监Sravan Kundojjala表示,“高通在基带市场继续保持技术和市场份额的领先———2016年高通发布了全球第一个千兆级LTE基带芯片和5G基带芯片。Strategy Analytics预估,高通的Robinson指出,“2016年联发科继续不断获取...&
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28nm低功耗移动基带芯片的IR Drop分析与优化
【摘要】：近年来,移动互联网技术发展迅速,便携式移动智能设备不断更新换代,移动设备的性能不断提高。由于移动设备性能与工作频率的提高,芯片内部逻辑变得日益复杂,随之带来的功耗问题越来越严重。功耗的增加降低了移动智能设备的续航时间,芯片设计越来越注重低功耗的设计方法。功耗的增大,在芯片内部引起了电压降(IR Drop)的问题,而电压降会引起芯片内部逻辑供电的不足,使芯片的性能降低,甚至导致芯片的功能错乱,如果移动基带芯片中有较严重的电压降问题,将会直接导致移动设备的某些功能无法实现。因此,对基带芯片电压降的分析是基带芯片后端物理设计工程师需要重点考虑的问题。本课题基于作者所在公司的一款4G手机基带芯片,深入讨论了28nm工艺下基于低功耗设计的移动基带芯片中静态及动态电压降分析的方法及过程,设计实现了几种在芯片物理设计阶段应用的IR Drop优化方法,通过这些方法有效降低了芯片内电压降的最大值。本文首先研究了数字集成电路中的功耗理论,对目前的低功耗设计方法及统一电源格式UPF进行了分析。讨论了基于低功耗设计的SOC芯片的电源网络的拓扑结构,并完成了对移动基带芯片中低功耗电源网络的后端物理实现。在此基础上,使用Apache公司的Redhawk仿真工具针对28nm移动基带芯片进行了静态电压降分析与动态电压降分析,详细阐述了静态及动态电压降分析的方法与设计流程。具体介绍了电压降分析中输入文件的定义,各项参数的定义,功耗计算及电阻网络抽取的过程,以及在本项目中的电压降分析结果。本文基于对本课题中移动基带芯片电压降分析的结果,深入研究了其产生电压降问题的原因,设计实现了几种在芯片物理实现阶段降低电源网络上电压降的优化方法。通过采用本文提出的几种方法,移动基带芯片中的电压降从最高的29.5247mv降低到20.77mv,降低了8.7547mv,降幅约29.65%,进而在不影响芯片功能与时序的前提下,有效降低了芯片内电压降的最大值。对于从事电压降分析工作的设计人员来说,有一定的实践参考意义。本文最后还介绍了一些针对动态电压降分析的优化方法,并对静态和动态电压降分析及优化进行了总结与展望。
【学位授予单位】：西安电子科技大学【学位级别】：硕士【学位授予年份】：2016【分类号】：TN40
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我觉得smash的问题可能是因为我拿到的是黑盒子，而不是完整信息的milkway文件，所以提取不出来啥东西，IR－drop的问题等到做工程的时候，自然有人逼着做了
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