UPF / .lib / SDF：DPA 链路里的三大配套格式
DPA 技术报告 里反复出现三个看起来和"活动数据"无关的格式：UPF、.lib、SDF。它们不是活动本身，却是把活动变成可信功耗数字的必要前提。这份文档讲清它们各自负责什么，以及为什么缺一不可。
术语前置：
- UPF（Unified Power Format，统一低功耗格式）：IEEE 1801 标准，描述芯片的电源域、电压、隔离（isolation）、保持（retention）等约束；
- .lib（Liberty 工艺库）：Foundry 提供的单元库，含每个标准单元的面积、时序、内部/开关功耗查表；
- SDF（Standard Delay Format，标准延时格式）：描述门级网表中每条路径的实际延迟，用于时序反标（back‑annotation）。
1 三者各自的角色
一句话分工：
- UPF 告诉工具"这个模块现在工作在什么电压下"（动态功耗 ∝ V²，电压错了功耗全错）；
- .lib 告诉工具"每个单元翻转一次消耗多少能量"（活动的燃料单价）；
- SDF 告诉工具"信号真实传播延迟多少"，用来还原 0‑delay 仿真里丢失的毛刺功耗。
2 UPF：电源意图的描述语言
2.1 它定义了什么
UPF 用 Tcl 风格的命令描述电源架构：
create_power_domain：划分电源域（如 always‑on 域、可关断域）；create_supply_net/create_supply_port：电源网络与端口；set_voltage：各域工作电压；set_isolation/set_retention：域间隔离与状态保持策略。
2.2 为什么 DPA 离不开它
动态功耗公式里 V 来自 UPF。如果一个模块实际在 0.8V 跑，但 UPF 写成了 1.0V，算出来的功耗会差 (1.0/0.8)²≈1.56 倍——直接误判。更糟的是电源域关断/隔离逻辑若 UPF 描述不全，工具会把关断域误算成活动域。
这也解释了 报告 5.7 节 里"UPF 不全致功耗算错"那条坑：Runtime 工程师不能擅自改 UPF，必须让低功耗方法学工程师补全。
3 .lib：Foundry 给的"单价表"
3.1 里面有什么
每个标准单元（BUF、AND、DFF…）在 .lib 里有：
- 引脚电容（决定翻转时的充放电量）；
- 内部功耗（internal power）：单元内部开关消耗的能量，常按输入翻转/输出负载查表；
- 时序弧（供时序分析，但功耗工具也借此选对应功耗查表）。
3.2 它是 DPA 精度的天花板
无论活动采得多准，最终功耗 = Σ(活动 × 单元单价)。.lib 模型不准（尤其非理想翻转、状态依赖功耗），DPA 结果就失真。报告第 6 章误差来源 第一条就是"工艺库模型精度"。
4 SDF：把毛刺"补"回来的关键
4.1 0‑delay 仿真没有毛刺
Emulator 和 RTL 仿真默认零延迟，信号瞬间跳变，不会产生真实门级里因为路径延迟差导致的毛刺（glitch）——一堆本应抵消的短脉冲。但先进工艺下，毛刺可能占动态功耗的 10%~30%。
4.2 用 SDF 回放还原
做法（见 报告 6 章精度闭环）：
- 从 DPA‑DB / SAIF 取出活动；
- 用 Xcelium 把活动**回注（PowerPlayback）**到带 SDF 反标的门级网表；
- 真实延迟让毛刺重新出现，重算得到含毛刺的精确 SAIF；
- 交给 PrimePower 出最终功耗与 IR‑Drop。
5 三者与活动格式的配合总览
| 格式 | 类型 | 在 DPA 中的作用 | 缺失后果 |
|---|---|---|---|
| UPF | 电源约束 | 提供电压 V、电源域划分 | 功耗量级错误 |
| .lib | 工艺库 | 单元功耗单价 | 精度天花板失真 |
| SDF | 时序反标 | 还原毛刺功耗 | 先进工艺低估峰值 |
| SAIF/VCD/DPA‑DB | 活动数据 | 翻转次数/波形 | 无输入则无法计算 |
6 一句话总结
UPF 给电压、.lib 给单价、SDF 补毛刺——三类配套格式和活动数据协同，才把"翻转"变成"可信的功耗数字"；其中任意一项不全或不准，DPA 结果都会系统性偏离。