作者:Darren H. Chen
方向:Backend Flow / 后端实现流程 / EDA 工具工程 / Low Power Implementation
demo:LAY-BE-24_low_power_flow
标签:Backend Flow、EDA、Low Power、Power Domain、Always-on、Retention、Isolation、Level Shifter、Power Switch、Power Intent

低功耗实现并不只是 RTL 阶段减少信号翻转这么简单。

在现代 SoC 实现中,低功耗会变成一个真实的物理实现问题。它会影响 floorplan、电源网络设计、placement、特殊单元插入、clock tree 构建、routing、timing analysis、physical verification、logic equivalence 以及 signoff handoff。

原因很直接:一旦设计中存在多个 power domain、可关断供电、retention register、always-on 控制路径、isolation 边界以及电压跨越,后端数据库就不能再把整颗芯片看成一个统一的电气空间。

后端工具必须理解下面这些问题:

哪些 instance 属于哪个 power domain?
哪些 net 从一个 power domain 跨到另一个 power domain?
哪个 domain 可能会被关断?
哪些逻辑在其他 domain 关断时仍然必须保持供电?
哪些信号需要 isolation?
哪些跨越需要 level shifting?
哪些 register 必须保存状态?
哪些 power switch 负责生成 switched supply rail?
在哪个 power state 下,某条 timing path 是有效还是无效?

因此,低功耗后端 flow 的本质,是把 power intent 转换成物理约束、时序约束、布线约束和验证约束。它不是 flow 末尾额外生成的一份报告,而是必须贯穿整个后端实现数据库的一类设计维度。


1. Low Power Flow 把功耗语义转换成物理结构

一个常规后端实现 flow,通常从 linked design database、standard-cell library、physical abstract、timing constraint、floorplan、placement row、routing rule 和 timing scenario 开始。

低功耗 flow 会额外增加一个语义层:

power intent

Power intent 定义设计在不同 power state 下的电气行为。它描述:

哪些逻辑可以被关断
哪些逻辑必须保持上电
哪些信号跨越 power-domain 边界
哪些状态单元需要 retention
哪些电压跨越需要转换
哪些输出在 domain 关断时必须被 clamp
哪些 switch 控制 switched supply rail
哪些模式是合法的 power state

后端实现不能把这些定义只停留在文档层面。Flow 必须把它们转换成物理对象和实现约束:

power domain region
voltage area
always-on cell
isolation cell
level shifter
retention register
power switch cell
switched power rail
always-on route
secondary supply connection
power-aware timing scenario
power-aware physical verification rule

概念上的转换过程如下:

Power Intent

Power-Aware Design Database

Power Domain Objects

Supply Sets and Supply Nets

Cross-Domain Signal Rules

Low-Power Special Cells

Power State Model

Floorplan and Voltage Areas

Power Network Implementation

Isolation / Level Shifter Planning

Placement / Routing / Timing

Mode-Dependent Analysis

Low-Power Backend Closure

这是后端角度下最核心的理解:

low power flow,就是把电源管理语义转换成数据库对象、物理区域、特殊单元、供电连线、分析场景和 signoff 检查的过程。


2. 为什么低功耗是一个后端数据库问题

低功耗结构并不只是逻辑概念。

例如,isolation cell 不只是 RTL 行为。在后端实现中,它会变成:

一个真实的 library cell
一个真实的 instance
一个真实的 placement object
一个真实的 timing arc
一个真实的 power connection
一个真实的 routing object
一个真实的 LVS / DRC / PV object

Level shifter 也不只是一个 crossing annotation。它是一个物理单元,可能需要两个供电。它必须放在合法区域,连接到正确的 supply net,并被纳入 timing、routing、extraction 和 verification。

Power switch 也不只是控制概念。它是电源网络的一部分。它的 placement density、宽度、enable routing、switched output rail 和 IR-drop 行为,都会影响 switchable domain 是否能正确工作。

所以,低功耗 flow 管理的是对象关系,而不仅仅是文件语法。

一个简化的低功耗后端对象图如下:

Instance

Power Domain

Supply Set

Power Net / Ground Net

Cross-Domain Net

Source Domain

Destination Domain

Isolation Strategy

Level Shifter Strategy

Retention Register

Retention Strategy

AON / Retention Supply

Power Switch

Unswitched Supply

Switched Supply

Always-On Cell

如果其中任何一种关系错误,后端结果可能在某个局部视角下看起来合法,但在低功耗功能模式、timing、LVS、电源连通性或 signoff 中失败。


3. Power Domain:逻辑分组、物理区域和电气供电上下文

Power domain 是最重要的低功耗对象之一。

它不仅仅是一个 hierarchy name。Power domain 至少有三层含义:

视图 含义 后端影响
逻辑视图 哪些 instance 属于该 domain instance 分组、crossing 检测
物理视图 该 domain 放在哪里 voltage area、floorplan 分区
电气视图 哪个 supply set 给该 domain 供电 power routing、LVS、power-aware check
时序视图 哪些 path 在哪些 power state 下有效 STA scenario 设置
验证视图 哪些检查应用于该 domain power connectivity、isolation、retention check

因此,power domain 定义必须在设计数据库中保持一致。

例如:

Instance u_cpu/u_core 属于 CPU_PD。
CPU_PD 位于一个已定义的 voltage area 内。
CPU_PD 由 VDD_CPU / VSS 供电。
CPU_PD 在 SLEEP mode 下可能被关断。
从 CPU_PD 到 AON_PD 的信号,在 CPU_PD 关断时需要 isolation。

如果 logical membership、physical voltage area 和 supply connection 不一致,实现就会变得不稳定。

常见失败模式包括:

cell 在逻辑上属于一个 domain,但被放到了另一个 voltage area
domain 使用了错误的 supply net
crossing net 没有被识别成 domain crossing
插入了特殊低功耗单元,但连接到了错误的电源 rail
power-off domain 在没有 isolation 的情况下仍然驱动 always-on receiver

关键工程原则是:

Power domain 定义必须作为对象关系来检查,而不能只看 power-intent 文件里的语法行。

4. Always-On Logic:在 Power-Off 状态下仍必须存活的控制路径

当一个 switchable domain 被关断时,芯片仍然需要控制逻辑来管理 wake-up、isolation、retention、reset 和 power sequencing。

这些逻辑属于 always-on 上下文。

典型 always-on 逻辑包括:

power controller
wake-up controller
reset controller
retention save/restore controller
isolation enable controller
power switch enable logic
clock/power management interface
debug or emergency control path

Always-on 对象有特殊的后端要求:

它们必须由 always-on supply 供电
它们必须在 switchable domain 关断时仍然有效
它们可能驱动进入或绕过 power-off domain 的信号
它们的 buffer 和 repeater 也必须是 always-on
它们的 route 不能依赖 switchable supply structure

一个简化的控制路径如下:

AON Controller

Always-On Buffer

Isolation Enable

Isolation Cell at Domain Boundary

Receiver in Still-On Domain

如果一个 always-on buffer 被错误地接到了 switchable domain 的电源上,那么这个控制信号会在最需要它的时候消失。这可能导致 isolation 失败、retention sequencing 失败,或者 power switch control 行为异常。

因此,always-on 实现必须检查:

检查项 目的
Always-on cell list 确认哪些 instance 必须保持供电
Always-on supply connection 确保 supply pin 连接正确
Always-on route continuity 确保控制信号持续有效
Domain crossing 确认跨 off/on domain 的信号行为
Timing scenario 在相关 mode 下分析 always-on control path
PV connectivity 验证 supply 和 layout connectivity

Always-on logic 是一种控制基础设施,不只是一组普通 cell。


5. Isolation:保护 Still-On Logic 不受 Powered-Off 输出污染

当一个 power domain 关断时,它的内部输出可能是未知、浮空或无效状态。如果这些输出直接驱动仍然上电的 domain,无效值就可能传播到 active logic 中。

Isolation cell 用来解决这个问题。

当 source domain 正在关断或已经关断时,它会把信号 clamp 到一个确定值。

典型结构如下:

Switchable Domain                         Still-On Domain

source logic ───── isolation cell ───────► receiver logic
                         ▲
                         │
                  isolation enable

正常工作时:

isolation cell 透传信号

关断或关断过渡过程中:

isolation cell 将输出 clamp 到 0 或 1

后端实现必须决定 isolation cell 放在哪里,以及如何给它供电。

常见 placement 思路如下:

Placement 选择 含义 风险
Source-side isolation 靠近 switchable source domain 边界 当 source 关断时,cell supply 必须仍然有效
Sink-side isolation 靠近接收端 still-on domain supply 更可控,但可能增加 route length
Boundary isolation region 在 domain 边界附近设置专用 placement region 需要 floorplan 提前规划

Isolation 不只是加一个 cell。它会影响:

logical netlist structure
power-domain boundary definition
placement region
control signal routing
timing delay
clamp value correctness
logic equivalence setup
power-aware simulation
LVS and power connectivity

一个实用的 isolation report 应该包含:

crossing net
source domain
destination domain
source power state
destination power state
isolation required or not
isolation cell inserted or missing
clamp value
control signal
cell supply
placement region

Isolation 失败通常不是 routing 失败,而是 domain crossing、control、supply 或 placement 语义错误。


6. Level Shifter:把电压语义转换成物理单元

当两个 domain 工作在不同电压等级时,直接连接信号可能不安全,也可能不可靠。

例如:

Domain A: 0.8 V
Domain B: 1.2 V

低电压信号可能无法可靠驱动高电压 receiver;高电压信号也可能对低电压 receiver 造成过压风险。Level shifter 用于安全地转换电压等级。

简化 crossing 如下:

0.8 V domain ─── level shifter ───► 1.2 V domain

Level shifter 很特殊,因为它通常需要来自电压边界两侧的供电连接。

一个 level shifter 对象必须回答:

source domain
destination domain
source voltage
destination voltage
low-to-high or high-to-low conversion
valid level shifter library cell
legal placement region
required supply pins
timing arc
control or enable behavior if applicable

常见后端问题包括:

电压 crossing 缺少 level shifter
选择了错误方向的 level shifter
level shifter 被放在非法 voltage area
其中一个 supply pin 没有连接
level shifter 插入太晚,造成 placement congestion
插入后 timing path delay 变差
由于 supply-pin mismatch 导致 LVS 失败

因此,稳健的后端 flow 应该把 level shifter planning 当成早期 floorplan 和 placement 问题,而不是末期补丁。


7. Retention:在 Power-Off 模式下保存状态

Power gating 通过关断 domain 来节省 leakage power。但 domain 关断后,状态会丢失,除非使用 retention 结构。

当一个 block 需要在重新上电后快速恢复,而不是完全重新初始化时,就需要 retention。

Retention register 通常包含:

normal functional state
retention storage
save control
restore control
main supply
retention supply

概念流程如下:

normal operation
      ↓
save state
      ↓
power off main domain
      ↓
retention storage remains powered
      ↓
power on main domain
      ↓
restore state

Retention 同时具有功能含义和物理含义。

后端实现必须检查:

Retention 对象 后端要求
Retention register 正确 replacement 或 insertion
Save/restore signal 正确 routing 和 timing
Retention supply 连接到 always-on 或 retention rail
Power state sequence 与 operating mode 一致
Timing check save/restore path constraint
Verification power-aware simulation 和 equivalence setup

Retention 错误可能不会出现在普通 functional mode 下,而只会出现在 power state transition 过程中。因此 retention 必须和 power state modeling、低功耗验证绑定,而不能只看 placement。


8. Power Switch:把 Power Gating 变成真实供电网络

Power gating 通过 power switch cell 进行物理实现。

Power switch 在 enable signal 控制下,把 unswitched supply 接到 switched supply rail。

简单模型如下:

Unswitched VDD
      │
      ▼
Power Switch Cell
      │
      ▼
Switched VDD
      │
      ▼
Switchable Domain

Power switch planning 会直接影响:

IR drop
inrush current
wake-up time
power grid topology
switch density
enable signal routing
physical placement
power verification

Power switch 不是普通逻辑 cell。它是 power delivery network 的一部分。

后端实现必须回答:

需要多少 switch?
它们应该放在哪里?
有效 switch network 需要多宽?
switched rail 如何连接?
enable signal 如何分布?
switch 是否位于合法区域?
switch network 是否满足 IR-drop 约束?
power state model 是否与 switch 行为一致?

如果 switch network 太弱,domain 可能出现 supply droop。如果 placement 不合理,power routing 会很困难。如果 enable routing 不可靠,wake-up 行为可能失败。

所以 power switch planning 会把 low-power intent、floorplan、PDN、routing、timing 和 signoff 连接在一起。


9. Low Power 如何改变 Floorplan

低功耗会强烈影响 floorplan。

常规 floorplan 主要管理:

die/core boundary
row/site
macro placement
placement blockage
routing channel
power grid
utilization

低功耗 floorplan 还要管理:

power domain boundary
voltage area
switchable region
always-on region
isolation boundary
level shifter zone
retention supply region
power switch placement
AON routing corridor
domain-specific power grid

一个概念性的低功耗 floorplan 可以这样理解:

+--------------------------------------------------+
| AON Domain                                       |
|  +-------------------+                           |
|  | Power Controller  |                           |
|  +-------------------+                           |
|                                                  |
|  Isolation / Level Shifter Boundary              |
|  +--------------------------------------------+  |
|  | Switchable Domain                           |  |
|  |                                            |  |
|  | logic + retention registers                |  |
|  |                                            |  |
|  +--------------------------------------------+  |
|  Power Switch Row / Switched Supply Boundary     |
+--------------------------------------------------+

如果这些结构没有提前规划,后续阶段可能出现:

没有合法空间放 level shifter
isolation cell 被放到错误 supply region
always-on buffer 被错误连接到 switched supply
power switch cell 太稀疏或距离过远
retention rail 无法布线
domain boundary crossing 随机散落
power-aware LVS mismatch

因此,floorplan 是低功耗意图第一次在物理层面变得可见的阶段。


10. Low Power 如何改变 Placement

Placement 必须遵守低功耗约束。

它不能随意把每个 cell 放在 core area 内的任意位置。

Placement 必须考虑:

domain membership
voltage area legality
special-cell placement rules
always-on supply reachability
level-shifter boundary rules
isolation placement rules
retention register constraints
power-switch rows or columns
domain-specific cell availability

普通 standard cell 可能只需要合法 placement row。低功耗特殊单元可能还需要:

specific power rails
multiple supply pins
domain boundary location
special legal region
control signal proximity
verification rule compatibility

低功耗 placement legality check 应该包含:

对象 Placement 检查
Normal cell 位于其 power domain voltage area 内
Always-on cell 由 AON supply 供电
Isolation cell 位于 clamp 行为仍然有效的区域
Level shifter 位于 voltage boundary 附近并连接正确 supply
Retention register 连接 retention supply 和 control
Power switch 按照 power grid topology 放置
Domain crossing net 已获得所需低功耗结构

如果没有这些检查,设计可能物理上已经 placed,但电气上是非法的。


11. Low Power 如何改变 Timing Analysis

低功耗实现会改变 timing graph。

特殊低功耗单元会增加 delay、capacitance、transition constraint,有时还会增加 control check。

例如:

Before:
U1/Q ─────────────► U2/D

After isolation:
U1/Q ── ISO ──────► U2/D

After level shifting:
U1/Q ── LS ───────► U2/D

这会影响:

setup slack
hold slack
transition
load capacitance
path group behavior
mode-dependent path validity
power-state-dependent timing

低功耗 timing 也具有 mode dependency。

例如:

当一个 domain 关断时,穿过该 domain 的普通 functional path 可能无效
isolation enable path 必须在 shutdown 前有效
retention save path 必须在 power-off 前有效
restore path 必须在 power-up 后有效
always-on control path 必须在多个 mode 下保持有效

这意味着 timing analysis 必须连接到 power state model。

低功耗 timing checklist 应该包含:

special low-power cell 被纳入 timing graph
isolation control timing 已检查
retention save/restore timing 已检查
level shifter timing arc 有效
always-on control path 已分析
domain-off path 被正确排除或约束
multi-mode scenario 已定义

缺少 power-mode context 的 timing report 可能是误导性的。


12. Low Power 如何改变 Routing 和 Physical Verification

Routing 必须正确实现低功耗结构。

关键 routing 关注点包括:

AON control net routing
retention supply routing
level shifter multiple-supply connection
isolation enable distribution
power switch enable routing
switched power rail construction
domain boundary route restrictions
power-domain-aware shielding or spacing

Physical verification 也会变成 power-aware。

设计不仅要通过普通几何和连通性检查,还要通过低功耗结构一致性检查,例如:

domain instances connected to correct supply
always-on cells powered by AON supply
level shifters connected to required supplies
isolation cells placed and powered correctly
retention cells connected to retention rail
power switches connected between correct rails
switched supply does not short to unswitched supply
power/ground naming consistent across layout and netlist

低功耗 physical verification 会暴露很多隐藏的 power intent 问题。

因此,后端向 PV handoff 时必须包含 power-domain 信息、power net、special-cell list 以及 domain/supply mapping。


13. Low Power Flow Architecture

一个实际的低功耗后端 flow 可以组织如下:

missing LP cells

invalid domain mapping

illegal voltage area

missing ISO/LS/RET strategy

supply connectivity issue

power-aware check violation

PowerIntentReady

LibraryCapabilityCheck

DomainCreation

LPFloorplan

SpecialCellPlanning

PowerSwitchPlanning

PowerNetworkImplementation

PowerAwarePlacement

PowerAwareCTS

PowerAwareRouting

PowerAwareTiming

PowerAwarePV

SignoffHandoff

Failed

这个 state machine 强调:低功耗后端 closure 不是单条命令,而是一系列 readiness gate。

每个 gate 必须生成证据,后续阶段才可信。


14. 首先要做 Library Capability Check

在插入或实现低功耗结构之前,library 必须支持这些结构。

后端 flow 应检查 library 是否包含:

isolation cells
level shifters
retention flops
always-on buffers
power switch cells
tie cells
clamp-capable cells
multi-supply cell definitions
valid timing and power arcs
physical abstracts

如果缺少低功耗 library cell,power intent 就无法被物理实现。

Library capability report 应该包含:

Capability Required evidence
Isolation cell name、clamp function、enable pin、supply pins
Level shifter direction、voltage compatibility、supply pins
Retention save/restore pins、retention supply、timing arcs
Always-on buffer AON supply compatibility
Power switch input supply、switched output、enable pin
Physical abstract LEF view available
Timing model Liberty view available
Verification model LVS/PV consistency support

许多低功耗问题最早其实就是 library capability mismatch。


15. Low Power Implementation Reports

低功耗实现不能依赖视觉检查,也不能只看一个 summary message。

成熟 flow 应生成如下报告:

power_domain_summary.rpt
domain_instance_map.rpt
supply_set_summary.rpt
cross_domain_net.rpt
isolation_plan.rpt
level_shifter_plan.rpt
retention_plan.rpt
always_on_cell_summary.rpt
power_switch_plan.rpt
power_network_summary.rpt
low_power_placement_check.rpt
low_power_timing_check.rpt
power_connectivity_check.rpt
low_power_final_checklist.rpt

这些报告回答:

有哪些 domain?
每个 domain 包含哪些 instance?
每个 domain 由哪些 supply 供电?
哪些 net 跨 domain?
哪些 crossing 需要 isolation?
哪些 crossing 需要 level shifting?
哪些 register 需要 retention?
哪些 cell 是 always-on?
power switch 在哪里?
supply 是否连接正确?
special cell placement 是否合法?
timing path 是否在正确 power state 下分析?

这些报告把 power intent 从抽象文件转换成后端工程证据。


16. 常见失败模式

低功耗后端失败常常很晚才出现,但根因通常是结构性的。

失败模式 典型现象 可能根因
Missing isolation power-off mode 下出现 X propagation crossing 未识别或 strategy 缺失
Wrong isolation supply source domain 关断时 isolation 失败 isolation cell placement / power 连接错误
Missing level shifter multi-voltage path 不安全 voltage crossing 未建模
Wrong level shifter direction timing 或 functional mismatch source/destination voltage 方向反了
Retention restore failure wake-up 后状态未恢复 retention control 或 supply 错误
AON signal disappears off mode 下控制路径无效 AON buffer 接到了 switched rail
Power switch under-sized IR drop 或 wake-up instability switch network 不足
Domain placement violation power-aware PV fail instance 放在了非法 voltage area
Supply short PV/LVS failure switched / unswitched rail 混淆
Timing regression LP insertion 后出现 negative slack ISO/LS/RET delay 没有预留 budget

不要只在失败出现的阶段调试。根因可能在 domain definition、library capability、floorplan planning、supply routing 或 scenario setup 中。


17. Demo 24:LAY-BE-24_low_power_flow

LAY-BE-24_low_power_flow 的目的不是实现一个完整的工业级低功耗 SoC,而是让低功耗后端关系变得可观察。

这个 demo 应验证最小数据模型:

instance -> power domain
power domain -> supply set
cross-domain net -> isolation / level shifter requirement
retention register -> save/restore control
always-on cell -> AON supply
power switch -> switched supply domain
power state -> valid domain status

推荐目录结构如下:

LAY-BE-24_low_power_flow/
├─ data/
│  ├─ domain_instance_map.csv
│  ├─ supply_set.csv
│  ├─ cross_domain_nets.csv
│  ├─ retention_registers.csv
│  ├─ always_on_cells.csv
│  ├─ power_switch_plan.csv
│  └─ power_states.csv
├─ scripts/
│  ├─ run_low_power_demo.csh
│  └─ clean.csh
├─ tcl/
│  ├─ 01_check_power_domains.tcl
│  ├─ 02_check_supply_sets.tcl
│  ├─ 03_check_cross_domain_nets.tcl
│  ├─ 04_check_retention.tcl
│  ├─ 05_check_always_on.tcl
│  ├─ 06_check_power_switches.tcl
│  └─ 07_write_low_power_summary.tcl
├─ reports/
│  ├─ power_domain_summary.rpt
│  ├─ supply_set_summary.rpt
│  ├─ cross_domain_net.rpt
│  ├─ isolation_plan.rpt
│  ├─ level_shifter_plan.rpt
│  ├─ retention_plan.rpt
│  ├─ always_on_cell_summary.rpt
│  ├─ power_switch_plan.rpt
│  └─ low_power_checklist.rpt
└─ README.md

通用 shell 入口可以是:

#!/bin/csh -f

setenv EDA_TOOL_BIN /path/to/eda_tool
setenv DESIGN_ROOT  /path/to/LAY-BE-24_low_power_flow

$EDA_TOOL_BIN -batch $DESIGN_ROOT/tcl/07_write_low_power_summary.tcl \
  >&! $DESIGN_ROOT/reports/run_low_power_flow.log

这个 demo 应重点关注 report quality:

每个 instance 是否能映射到 power domain?
每个 domain 是否能映射到 supply set?
每个 crossing 是否能被分类?
所需 isolation 或 level shifting 是否能被报告?
retention register 是否能根据 save/restore control 检查?
always-on cell 是否能根据 AON supply 检查?
power switch 是否能绑定到 switched domain?

这个 demo 把低功耗实现从抽象概念变成一组可检查的后端对象。


18. 方法论:从对象关系开始

低功耗调试应该从对象关系开始。

不要只问:

低功耗命令是否成功执行?

而应该先问:

power domain 是否正确?
domain instance 是否正确?
supply set 映射是否正确?
cross-domain net 分类是否正确?
需要的 special cell 是否已经插入?
special cell 是否正确供电?
placement region 是否合法?
power state 是否反映在 timing 和 PV check 中?

一个 relationship-first checklist 如下:

instance -> domain
domain -> voltage area
domain -> supply set
supply set -> power/ground net
net crossing -> isolation or level shifter
register -> retention requirement
control signal -> always-on source
power switch -> switched rail
power state -> valid domain status

这种方法可以避免后期混乱。许多低功耗失败不是工具执行失败,而是对象关系失败。


19. 方法论:Low Power Closure 必须跨阶段完成

低功耗 closure 不能被隔离在某一个阶段。

例如,isolation 失败可能来自:

power intent 缺少 crossing rule
library 缺少合法 isolation cell
domain boundary 定义不清
placement region 非法
control signal 不是 always-on
supply connection 错误
PV rule mismatch

Retention 失败可能涉及:

register selection 错误
retention cell replacement 错误
save/restore timing 缺失
retention supply 错误
power state sequence 错误

Power switch 失败可能涉及:

floorplan
PDN
IR drop
enable routing
power connectivity
PV

因此,每一种低功耗结构都必须跨阶段跟踪:

definition
library support
insertion
placement
power connection
routing
timing
verification
handoff

这才是低功耗后端实现的正确工程视角。


20. 总结

Low Power Flow 不是孤立的后端附加步骤。

它是把 power intent 转换成后端数据库对象、物理结构、供电连接、timing scenario、routing constraint 和 verification evidence 的过程。

Power domain 定义逻辑如何分组以及如何供电。

Always-on logic 保证其他 domain 关断时,关键控制路径仍然保持有效。

Isolation 防止 powered-off domain 的无效值污染 still-on logic。

Level shifter 让电压跨越在电气上有效。

Retention 在 power-off 期间保存选定状态。

Power switch 把 power gating 实现成真实的供电网络。

核心后端原则是:

Power semantics must become implementation objects.

如果 power intent 仍停留在抽象层,低功耗 closure 会在很晚阶段失败。若它早期就变成一致的对象模型,floorplan、placement、routing、timing、physical verification 和 signoff handoff 就可以基于同一个低功耗设计事实工作。

低功耗后端实现本质上是一个跨阶段一致性问题:

logical domain
physical region
electrical supply
timing mode
verification rule

这五者必须描述同一个设计。

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