什么是IEEE 1801-2024統一功率格式4.0標準？
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IEEE 統一功率格式 （UPF） 4.0 是一種標準規范語言，用于定義低功耗 ASIC 的低功耗架構。它旨在簡化整個設計、驗證和實現過程的集成，重點關注節能電子系統設計的功耗意圖。
UPF 使用工具命令語言 （TCL） 構建，是對 SystemVerilog 和 VHDL 等硬件描述語言的補充。它使設計人員能夠指定基本的電源意圖元素，如電源域、電源狀態、電源轉換以及最大限度地提高低功耗 ASIC 性能所需的其他因素。
作為一種標準化語言和框架，UPF 支持整個 EDA 工具流程中各種設計工具的可移植性和一致的性能。UPF 功耗意圖文件的結構是為了在設計、驗證和實現過程中使用（圖 1）。
圖 1.顯示插入 Power Intent 文件的 EDA 工作流程示例。（圖片：Defacto Technologies）)
關鍵要素
IEEE 1801 的關鍵要素從電源網絡開始，該網絡定義了芯片的電源架構以及如何將電源輸送到各種電源域和邏輯單元。接下來是 power domains，它們是 logic blocks、memory 和其他元件的分組，出于電源管理目的，它們被視為單個單元。
三種可能的狀態定義了電源域作。正常的 powered作狀態是稱為 standby、idle 或 drowsy 的低功耗狀態，其中域暫時處于非活動狀態，但會保留其狀態。其他狀態為 off 或 sleep，其中域已關閉，可能會丟失其狀態。
電源域是一個關鍵概念，用于定義電源意圖，并通過電平轉換器、隔離和保持單元等功能管理整體功耗。UPF 可以定義用于連接不同電壓域的電平轉換器的位置和規格，確保來自一個電壓域的信號可以被另一個電壓域正確解釋。
UPF 支持插入隔離單元，以防止電源域和保留單元之間發生意外的電源泄漏，或保留寄存器，以便在電源斷開時保存電源域的狀態。
宏用于捕獲域的電源意圖和特征。它們支持簡化的集成和 IP 重用。它們還詳細描述了在各種功率條件下進行設計驗證所需的域工作狀態（圖 2）。
圖 2.IEEE 1801 UPF 標準的關鍵要素。（圖片：Cadence)
4.0 中的新增功能
UPF 4.0 版本引入了多項增強功能和新功能，以改進低功耗設計和驗證。三項關鍵增強功能是改進的價值轉換方法 （VCM），用于替換價值轉換表 （VCT）、增強的留存建模和可精簡的宏。
與 VCT 相比，VCM 在模擬/混合信號設計中具有更好的性能，并為 UPF 電源網絡和 HDL 之間的轉換提供了更豐富、更靈活的方法。UPF 4.0 將 VCM 與隧道相結合，將電源連接到各種 HDL 類型，從而在整個設計和驗證過程中提供更一致的功耗意圖表示。
增強的保留建模包括對保存/恢復條件的更多控制，包括處理更復雜的時鐘、設置和保留關系的能力。對保存/恢復條件的更精細控制以及考慮異步信號對保留池影響的能力支持更準確的電源狀態建模。
新版本引入了可精簡的宏，可簡化 IP 重用和設計優化?？删喓昕梢跃哂锌勺兊亩俗舆吔?、工具強制安全性和非侵入式電源意圖更新，從而在設計過程中實現系統級優化。它們還支持自下而上的設計驗證，從而簡化了 IP 模塊的集成。
4.0 中的其他增強功能包括：
改進了連續細化，使其在管理設計更新時更加有效。
闡明了解決沖突的電源意圖規范的優先規則，從而產生更加一致和可預測的行為。
虛擬電源支持對未物理連接的電源進行建模，從而簡化電源狀態定義。
UPF 庫通過專為重用而設計的預定義 Power Intent 元素進行了增強，從而加快了設計過程。
總結
IEEE UPF 4.0 提供了一種標準化方法來描述和管理低功耗 IC 設計中與電源相關的信息，并支持功率感知電子設備的開發。最新版本支持不同設計階段和工具之間更好的協作，從而實現更高效、更準確和可預測的低功耗設計。
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