低功耗设计-isolation cell

为了防止关断power domain时输出信号处于亚稳态，所以给可关断的power domain输出信号加isolation cell，将信号钳制到稳定的0或1状态。

1、UPF定义

set_isolation

        -power_domain power domain name #目标power domain。

        -isolation_supply_set supply_set_name #这里决定isolation cell的供电方式。

        -supply_to input/output/both #钳制信号针对目标power domain而言是输入信号还是输出信号。

        -clamp_value 0/1/latch #钳制信号恒为0（使用与门实现），恒为1（使用或门实现），根据实际信号情况决定（latch）。

        -source/-sink/-diff_supply_set #钳制信号的来源或输出接什么样的电源，如果指定-diff_supply_set true就意味着isolation的输入输采取自不同的supply set

        -isolation_sense high/low #指定控制信号的高低电平

        -isolation_signal control signal #设置控制信号

        -location parent/self #设置iso cell的hier层次，相对于目标power domain的-element而言，parent module或self module。

2、类型

按照钳制信号的状态可以分为三类，0或1或保持状态。

2.1 clamp the signal to “0”

对于需要将输出信号钳制为0的需求可以使用AND-style的isolation cell，如图1，只需要将控制信号ISOLN保持低电平。

图1 

2.2 clamp the signal to “1”

对于需要将输出钳制为1的情况可以使用OR-style的isolation cell，如图2，将ISOL保持高电平即可。

 

图2 

2.3 clamp the signal to the last value

使用latch保持输出信号状态。如图3。

图3 

3、放置位置

根据isolation cell放置位置可以分为output isolation和input isolation。将isolation 放置在可关断power domain，控制信号可以共用一个，如果一个信号需要传递到多个power domain，使用output isolation只需要在可关断的power domain加一个isolation cell即可，反之使用input isolation，信号传递到的每个power domain都需要一个isolation cell。需要注意的是为了在power domain关断时保持isolation的工作状态需要让其使用always on的电源，所以常见的isolation cell多为input isolation，放置在always on power domain。

4、常见问题

常见的问题多为在isolation cell输入pin前插buffer引起的，如果isolation cell添加在alway on power domain，那么在always on power domain中isolation cell input pin前不能插buffer，因为buffer没有钳制信号的效果，但是此时可以在可关断的power domain里插buffer。如果isolation cell添加在可关断的power domain，其input pin无法插buffer。所以最好给isolation cell input pin设置dont touch。