[发明专利]用于预测和管理半导体器件功率和能量使用的系统和方法

说明书

本申请公开了用于预测和管理半导体器件功率和能量使用的系统和方法。用于修改半导体器件的功率使用的方法包括在一个或更多个处理器处接收半导体器件的模拟的活动流，该活动流包括信号流。使用一个或更多个处理器，从活动流中识别集成电路动作，每个集成电路动作表示半导体器件完成的工作的抽象。处理器确定与集成电路动作相关联的一个或更多个值。针对半导体器件生成功率使用的模型，该模型至少部分基于识别的集成电路动作和相关联的值。基于模型的输出，修改半导体器件的功率使用。还公开了与确定、建模和预测半导体器件的功率/能量使用相关的其他方法和系统。

相关申请的交叉引用

本文件要求于2019年11月25日提交的美国临时专利申请第62/940,094号的优先权，该申请题为“Method for Building Action-based Models of Energy and Power inSemiconductor Designs”，其发明人为Lawrence Crowl和Ninad Huilgol，该申请的公开内容在此通过引用整体并入本文。

背景

1.技术领域

本文件的各方面大体上涉及预测半导体器件中的能量和功率使用。

2.背景技术

功率是对半导体器件的战略风险，因为产品的成功可能与功率直接相关。降低功率通常可以改进包括半导体器件的数字产品。电池寿命不足会使产品在市场上不受欢迎。低功率产品需要更少的冷却硬件，这降低了成本。高功率峰值需要更昂贵的电源。高功率峰值会降低电源的可靠性。高功率密度会有热断裂的风险。

本领域中存在一些用于预测半导体器件的功率和能量使用的方法。这些帮助有限。它们通常依赖于对晶体管栅极活动的分析。这导致它们缓慢，并且具有有限的分析覆盖面。它们通常对确定根本原因没有帮助。它们通常不与软件模拟器一起工作，并且它们对于通过模拟探索不同的解决方案没有帮助。

概述

用于修改半导体器件的功率使用的方法的实现方式可以包括：在一个或更多个处理器处，接收半导体器件的模拟的信号活动流，该信号活动流包括信号流；以及使用一个或更多个处理器：识别信号活动流内的集成电路动作，其中每个集成电路动作表示半导体器件所做工作的抽象；其中处理器至少部分基于信号流来识别集成电路动作；确定与集成电路动作相关联的一个或更多个值；生成半导体器件的功率使用模型，该模型至少部分基于所识别的集成电路动作和相关联的值；以及基于模型的输出，修改半导体器件的功率使用。

用于修改半导体器件的功率使用的方法的实现方式可以包括以下一个或更多个或全部：

一个或更多个值可以由一个或更多个处理器直接从信号流中获得。

可以使用逻辑和/或数学运算根据一个或更多个常数和信号计算至少一个值。逻辑和/或数学运算可以包括：硬件描述语言操作；一个或更多个信号的总体计数；和/或将一个值与另一个值相关联，并使用该关联来识别集成电路动作。

识别集成电路动作的步骤可以由形式自动机(formal automaton)来执行。形式自动机可以是：由一个或更多个用户手动生成的；基于半导体器件的电路设计规范计算出的；和/或使用信号列表来计算出的。

半导体器件的模拟可以是提供信号活动跟踪的模拟。

识别集成电路动作的步骤可以包括使用来自先前信号流的先前识别的集成电路动作。