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PTPX 在功耗分析中的作用
當今，隨着工藝的越來越深入，芯片的漏電也變得越來越大。而且芯片的性能也越來越高，如之前的matrix只要幾十Mhz，現在都需要上百Mhz這樣的頻率。而且CPU/GPU的主頻也變得越來越高。又由於現在人們越來越講究電池的續航能力，無論是手持設備，還是筆記本，人們都希望自己的電子設備待機時間越長越好。所以，種種原因，降低功耗提高到了一個空前的關注度。
那么，本文就相關PTPX在功耗分析中的作用，稍微簡述一下。
首先，功耗大致包括total power = leakage power +internal power + switching power。其中internal power + switch power = dynamic power.
Leakage power，即漏電功耗和本身工藝庫特性相關，后端可以對non-crtical path 進行cell的替換，從LVTàSVT，SVTàHVT，HVTàUHVT。另外，也可以對設計進行划分power domain。當這個模塊不工作的時候，可以進行斷電。從而大大降低芯片的漏電功耗。
Internal power，即短路功耗，即上下PMOS和NMOS同時導通時的功耗。當物理上cell驅動transition time很差的時候，會導致chip的internal power有異樣。
Switch power，即開關功耗。動態功耗和data的翻轉率（TR），靜態概率（SP），電壓，負載電容相關。一般情況下，需要讀入SPEF文件，從而抽取每個節點上的RC參數用於計算switch power。
第二，我們可以設置以下命令可以讓PrimeTime進入功耗分析模式：
set power_enable_analysis true
PTPX可以在設計的不同階段，可以采用不同的模式進行功耗的分析。下面提供PTPX 兩種不同的流程。方式一比較適合大型設計，大型設計的后端都比較難出，所以采用RTL的waveform，通過PTPX的propagation算法，自動推導出netlist上每個節點的翻轉，即（TR，SP），進而得到功耗。另外也非常適合在設計的早期階段，評估和計算設計中的功耗。方式二，比較適合小型設計。另外加上后仿波形相對容易獲取，那么可以采用方式二獲得功耗值。方式二相比方式一在功耗值上更接近芯片回片真實值。
（方式一）
（方式二）
第三，從PTPX中我們可以獲取average power和time-based power.
從Average power中我們可以獲取clk tree power，這是我們關注的重點。經驗值告訴我們，在重負載情況下，clk tree power 占據1/3total power。對於Combinational power，根據經驗，對於大型算法模塊，如通信算法，圖像處理ISP等。在RTL階段可能看不出power的異樣，一旦加入SDF就會發現power成倍增加，這是大家小心的地方。
下面是time-based power 曲線圖，可以看出整個數據發包，收包，解包過程的功耗變化趨勢。
第四，PTPX不僅能夠提供功耗值，還能利用PTPX找出功耗為什么過大的原因。主要利用的特性為clock gating efficiency，clock gating ratio以及register gating efficiency。 經驗表明，提高CGE，可以高效的對功耗進行優化。下圖為一個CGE的概括圖，CGE和clock-gating cell后面帶的filp-flop的個數，以及CG cell本身的toggle rate saving 系數相關。
綜上，可以使用PTPX的average power、time-based power、clock gating efficiency、clock gating ratio、Q/CP等feature對設計進行功耗的評估，給出功耗優化的指導方向。