set_set_switching_activity

set_switching_activity  -static   0.2   -toggle_rate   20 -period  1000 [all_inputs]

这时，翻转率设置的节点是输入，响应的翻转率为:Tr = 20/1000 = 0.02GHz

·SAIF文件:即switching activity interchange format，开关行为内部交换格式文件，用于仿真器和功耗分析之间交换信息的ASCII文件(美国标准信息交换码文件)。

·VCD文件，即value change dump 文件，它也是一个ASCII文件，文件中包括了一个设计中所选择变量值的变化信息，这些信息通过在仿真testbench中使用“VCD系统函数”得到。

在Synopsys的低功耗设计流程里面，可以使用power compiler（包含在design compiler中）进行功耗分析。我们可以通过命令来定义节点的翻转率的方法来分析功耗----称为无向量(vector-free)分析法;由于SAIF文件和VCD文件可以通过对电路仿真得到，它们是仿真接口格式文件，因此也可以通过VCS仿真器产生SAIF或者VCD文件的方法分析功耗。当要分析的结果比较精确时，一般使用SAIF文件或者VCD文件（VCD文件通过相关命令转换成SAIF文件，而后使用SAIF进行功耗分析）。

(2)无向量分析法

　　前面我们说到，无向量分析法就是通过命令来定义节点的翻转率的方法来分析功耗。我们先来逐条学习需要什么的命令，然后在后面进行举例说明无向量分析法的脚本。

　　在学习设置翻转率的命令之前，我们先来了解一下什么是设计的传播起点和黑盒子。我们定义传播的起点为设计的输入端和黑盒子的输出端，黑盒子是指在工艺库里没有功能描述的单元（比如ROM 、RAM或者一些IP核）。例如对于下面的设计中：

　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　

　　上面的设计有三处起点，一处是整个设计的输入端，一处是黑盒子的输出端，还有一处是某个单元的输入端。最后一处的起点不包含在我们的定义中，但是我们也把它当做起点，因为这是被标记了翻转率，这个我们后面进行讲解。

　　利用无向量分析法分析功耗时，我们不必提供设计内部节点的翻转率，而是通过设置起点的翻转率就行了。我们有两种方法设置翻转率，一种是通过设置翻转变量，一种是通过标记的方法。下面我们就来介绍如何通过这两种方法进行设置翻转率。

①设置翻转变量

在power compiler中，可以设置下面的两个翻转变量进行设置翻转率：

　　power_default_toggle_rate

　　power_default_static_probability

下面就来介绍一下这两个变量（主要介绍power_default_toggle_rate）。

　　power_default_toggle_rate:其用法我们可以在DC中进行man一下，这个变量设置设计中默认使用的翻转率。定义方式是：

　　　　　　set   power_default_toggle_rate   翻转值

翻转值默认是0.5。这个翻转值不是翻转率，这个变量定义的翻转率是个相对的值：

　　·如果设计定义了时钟，这个power_default_toggle_rate变量定义的翻转率就以最快的时钟为参考，比如翻转值为0.5时，设计中最快的时钟为10ns，那么翻转率Tr = 0.5/10ns = 0.05GHz，也就是整个设计中默认的翻转率是0.05GHz。

　　·如果设计中没有时钟，那么就会以工艺库中的时间单位作为参考，例如工艺库中的时间单位是ns，翻转值为0.5，那么翻转率Tr = 0.5/1ns = 0.5GHz。

　　power_default_static_probability：这个设置的是默认的静态概率，也就是起点的逻辑值是1的概率。至于静态概率，这里就不详细描述了。这两个变量的默认翻转值都是0.5，翻转率是很大的，一般情况下需要减小一点，比如设置为0.01和0.02这样的。

　　一般情况下，默认的翻转率是设置在起点上的，也就是说起点的翻转率用的是power_default_toggle_rate这个变量设置的翻转率，内部节点的翻转率可以通过传播得到，如下图所示：

需要说明的是，传播不可以穿过没有功能描述的黑盒子，也就是不能通过传播的方式得到黑盒子的输出翻转率，因此我们在最前面就定义了，将黑盒子的输出当做起点，这样其他节点的翻转率可以通过传播得到（包括黑盒子的输入），黑盒子输出的翻转率通过默认设置的翻转率得到，我们就得到了设计中所有节点的翻转率。

②标记翻转率

　　上面的方式设置的是默认的翻转率。当我们需要为某个节点标记某个指定的翻转率，而不是使用默认的翻转率时，我们就用到了标记频率，如下图所示：

　　　　　　　　　　　　　　　　 

单元A的输入端口标记了特定翻转率，比如说0.04GHz。标记的翻转率比传播的翻转率优先级更高，被标记翻转率的节点将作为一个新的起点，这就不属于起点的定义，但还是叫它为起点的原因。标记翻转率之后，这个单元后续的节点的翻转率将通过这个新标记的翻转率传播得到。

　　设置标记翻转率（简称设置翻转率）的命令主要有两条：

　　　　set_switching_activity 和 set_case_analysis，下面就来讲解一下这两条命令的意思。

　　set_switching_activity ：设置某个节点的翻转率和静态概率，在使用无向量分析法估算功耗的时候，这个命令被广泛使用，越多的节点上被标记翻转率，估算功耗的精度就越高。命令和选项如下所示：

set_switching_activity

[-static_probability static_probability]

[-toggle_rate toggle_rate]

[-state_condition state_condition]

[-path_sources path_sources]

[-rise_ratio rise_ratio]

[-period period_value | -base_clock clock]

[-type object_type_list]

[-hierarchy]

[object_list]

[-verbose]

下面来简单介绍一下常用的几个选项，详细的介绍可以通过man set_switching_activity获取。

　　-static_probability ：设置静态概率。

　　-period    period_value | -base_clock clock：设置时钟（周期），-period和 -base_clock只能设置其中一个。

　　-toggle_rate：设置翻转值，与-period或者 -base_clock相关联。翻转率Tr等于：用-base_clock选项指定的时钟周期里面的翻转数目  或 用-period选项指定的时间段里的翻转数目；当没有这个设置两个选项时，将使用工艺库里面的时间单位，即翻转率等于在每个库单位时间内的翻转数目。

下面来举例说明这个命令的用法：

例一：

　　　　create_clock CLK -period 20

　　　　set_switching_activity  -base_clock  CLK  -toggle   0.5  -static  0.015  [all_inputs]

上述命令设置了时钟周期为20ns，然后命令使用的是-base_clock的选项，所有输入端的翻转值为0.5，静态概率为0.015，于是得到翻转率Tr=0 .5/20=0.025 GHz

例二：

　　　　set_switching_activity -period  1000  -toggle  25  -static  0.015   [all_inputs]

上述没有创建时钟，但是使用了period选项，意思是1000个周期内翻转了25次，于是我们就可以得到所以输入的翻转率Tr=25/1000=0. 025 GHz

例三：

　　　　set_switching_activity -toggle  0.025  -static  0.015 [all_inputs]

上述命令中，-period和 -base_clock这两个选项都没有使用，这个时候就跟工艺库里面的时间单位有关了，若库中时间单位为ns,那么我们就得到翻转率Tr=0.025 /1 = 0.025 GHz

　　上面讲解了set_switching_activity ，下面我们就来讲解一下set_case_analysis。

　　set_case_analysis 用来指定一个静态逻辑值，也就是设置信号为常数，不进行翻转；设计里面的一些信号需要这样子设计，例如复位信号，设置如下所示：

　　　　set_case_analysis  1  [get_ports reset]

则设置了reset的值常为1.

翻转率的设置要求如下所示：

　　1.正确地定义时钟;

　　2.使用set_case_analysis命令设置常数控制信号reset;

　　3.在传输起点设置翻转率，在输入端和黑盒子输出端设置任何已知的翻转率，其他的起点将使用默认的翻转率。

　　4.让工具在设计中把翻转率传播下去

上面的没有要求具体的翻转率，因此我们可以设置我们想要的翻转率，根据上面的要求，我们编写相应的tcl脚本如下所示：

　　create_clock  -p  4  [get_ports clk}

　　set_case_analysis  0  reset  [get_ports  reset]

　　set_power_default_toggle_rate  0.003

　　set_switching_activity -tog 0.02  a

　　set_switching_activity -tog 0.06  b

　　set_switching_activity -tog 0.11  x

上面的脚本中，设置了周期为4(ns)的时钟，然后利用set_case_analysis命令，设置reset端口为常数；翻转值为0.003，那么对应的翻转率为0.003/4ns，这个是默认的翻转率；然后利用set_switching_activity命令指定a、b、x的翻转值，其翻转率为 翻转值/4ns。