電力とエネルギーと電力解析CADの中身

集積回路CADでは，回路において電気がする仕事量として，エネルギー(電力量，electrical energy)ではなくなぜか電力(power)が使われる． PowerCompiler などのレポートも電力(W)で表示される．
電力とエネルギーは混同されがちだが違うので，本来の仕事量はエネルギーとなるべきである．ではツールはどう取り扱っているのか各種マニュアルを調べてみた．ちなみに，マニュアル中でも電力とエネルギーは割とグチャグチャです(もしくは凄くセンシティブに使い分けているのか)

・キャラクタライズツール側(SilicoonSmart, LibraryCompiler)
キャラクタライズツールは，電力を3要素に分解し，そのうち内部電力(Internal power)とリーク電力の項を.libとして保持する．
(1)リーク電力：静止時の電力
(2)内部電力：セル内部で消費される電力．貫通電流など．
(3)スイッチング電力：外部容量の充放電による電力
電力は本来時間の関数だが，時間の関数として持つ事は難しい．電力はある波形が入ったときに流れた電荷量の積分値に電圧をかけたもの(エネルギー)から，出力容量の充放電エネルギー量，リークによるエネルギー量を引くことで内部電力(正確にはエネルギー)を計算する．

.libの Power Table は，第一軸入力スリュー，第二軸出力容量，そして肝心の第三軸はトグルあたりのエネルギーなっている(Eint/transition, in units of fJouls)．
リーク電力は入力論理値それぞれ一意の値となる．

・電力解析側(PowerCompiler)
こちらは一部憶測で，回路の消費電力を以下のように計算すると思われる(トグル確率による平均電力評価の場合)．
(1) リーク電力：入力がHighの確率，Lowの確率，それぞれの時のリーク電力からリーク電力の期待値を計算し，全てのセルの総和を取る．
(2) 内部電力：全ての入力から出力へのエネルギー量に，入出力の遷移確率とパスの重みをかけたものの総和を取る※
(3) スイッチング電力：全てのパスの出力容量と対応するトグル確率をかけた物の総和をとり，Vdd^2/2をかける．

動的電力の単位は.lib中の容量単位，電圧単位，時間単位から以下のように計算する．静的電力は単位が.libに書いてある．

power_unit = (capacitive_load_unit * voltage_unit^2)/time_unit

要約すると以下の通り．
・キャラクタライズ側は，きちんとエネルギーを測ってそれをエネルギーとして Power table に登録している．リーク電力はそのまま．
・解析側は，Power tableに書かれたエネルギーとトグル確率から動的エネルギーを計算し，電力に変換．リーク電力は全セルの和をとる．

あたりまえ?かもしれないが，動的電力は回路が動いたときに消費した正味の電力なので，意味合いはエネルギーと等価．電力を周期で割った物ではない．

最初から最後までエネルギーとして取り扱えばこんな問題は起きなかったのに，なんでなんや．．．

※P_int = Σ_{i=A,B} E_{i→Z} x PathWeight x TggleRateという式がでてくる(A,Bは入力，Zは出力)．P_intはエネルギーの総和を評価している．

.lib (Liberty)については Synopsys がその仕様をオープンにしているので参考にした．といっても800ページ近くあるので一部だけしか読めてないですが．

Technology Access Program (TAP-in) Synopsys

Python で終了する時の呼び出し関数，行番号を報告する

 タイトル通り．inspect モジュールを利用する．

import sys, inspect def my_exit(): frame = inspect.currentframe().f_back path = frame.f_code.co_filename.split('/') print("file:"+path[-1] +" in:"+frame.f_code.co_name+", line:"+str(frame.f_lineno)) sys.exit()

Perl でもできる(さらにエラーメッセージを引数としてもらう)．

sub my_exit { my ($arg_str) = @_; my ($pkg, $file, $line) = caller; chomp($arg_str); print "Error $arg_str, in $file line $line\n"; die; }

Perl の方が記述はシンプルなんだよなぁ．