ARM, IP 클래스 전체 설계 프로세스에 멘토 ‘PowerPro’ 이용
RTL 설계자에게 어떤 부분에서 전력 절약할 수 있을지 알려줘

저전력 설계에 도전하는 반도체 설계자의 도전이 ‘전력 소모 최소화’에 한발짝 더 다가섰다.

대표적인 확장형 고성능 IP를 제공해 온 ARM과 저전력 PowerPro 플랫폼의 멘토 그래픽스가 만나 빚어진 결과를 두고 하는 말이다. 저전력 모바일 응용 분야, 자동차 솔루션, 사물 인터넷 분야에서 저전력 아키텍처를 공급하고 있는 ARM은 설계 전반에서 저전력 기조를 유지하고 있으며, 이는 전력 효율적인 RTL IP 설계에도 적용되고 있다.

문제는 RTL 설계자들이 디자인을 하면서 전력을 처리하는 업무가 증가하고 있다는 점이다. 이에 RTL 설계자에게 설계의 어떤 부분에서 전력을 절약할 수 있을지 알려주는 것이 필요하게 되었으며 여기에 멘토 그래픽스의 ‘PowerPro’가 매우 효율적인 지침이 되었다. ‘PowerPro’ 플랫폼은 전력 탐색 및 전력 감소에 대한 대화형 접근 방식을 제공함으로써 설계 시 가장 낮은 전력 RTL을 쉽게 구현할 수 있게 만들어준다는 것이다.

다시 말해, 저전력 목표를 효율적으로 실현하기 위해서는 개발 흐름을 자동화해야 하는데, ARM은 RTL 및 게이트 수준 전력을 분석하거나 RTL 전력을 탐색 및 절감하는데 ‘PowerPro’ RTL 전력 플랫폼을 사용했다. 또한 ARM은 PowerPro를 CPU, GPU, 상호연결 서브시스템 및 디스플레이 코어에 연결하여 전력 목표에 부합하도록 하는 등 각종 ARM IP 클래스 전체의 설계 프로세스에 이용한다.

ARM 설계자들이 PowerPro 기술로 전력 문제를 해결하기 위해 이용하는 저전력 IP 설계 흐름 방법론에 따르면, 예를 들어 게이트 수준의 전력 수치를 얻으려면 며칠의 시간이 걸릴 수 있지만 CPU/GPU의 RTL 전력 분석에는 한 시간이면 충분하다. RTL 전력 분석은 물리적인 구현이 완료되어야 하는 게이트 수준 전력 분석에 비해 속도가 매우 빠르게 때문이다.

또한, 전력 보고서를 철저히 분석하여 전력을 절감할 수 있는 콤비네이셔널/시퀀셜 리던던시(Combinational/Sequential Redundancy)와 같이 툴이 제공하는 전력 최적화 제안을 이용하여 저전력 목표를 최적화할 수 있다.

ARM은 이처럼 PowerPro 플랫폼을 이용한 결과, 전력 중심적인 RTL 설계 흐름을 확보할 수 있게되었다고 평가했다. RTL 설계 효율성을 개선할 수 있었던 배경에는 PowerPro 플랫폼이 있었던 것이다.