邏輯綜合工具(Logic Synthesizer)是將數(shù)字電路的寄存器傳輸級(jí)(RTL)描述經(jīng)過(guò)布爾函數(shù)簡(jiǎn)化和邏輯優(yōu)化等步驟自動(dòng)轉(zhuǎn)換到邏輯門級(jí)網(wǎng)表的工具,。邏輯綜合工具的工作流程如圖5-111所示。
邏輯綜合工具的輸入有以下3方面,。
?。?)Verilog或VHDL硬件描述語(yǔ)言所描述的寄存器傳輸級(jí)電路,。
(2)時(shí)序,、面積或功耗等目標(biāo)約束(Constraints),。
(3)集成電路邏輯組件工藝庫(kù)(Libraries),。此工藝庫(kù)通常包含與,、或、異或,、與非,、寄存器等邏輯門。
邏輯綜合工具將寄存器傳輸級(jí)電路描述根據(jù)所設(shè)定的各類目標(biāo)約束進(jìn)行如下編譯,、綜合及優(yōu)化,。
(1)從Verilog或VHDL硬件描述語(yǔ)言編譯至與工藝組件無(wú)關(guān)的初始電路,。
?。?)執(zhí)行算法邏輯(加、減,、乘,、除及復(fù)雜的組合運(yùn)算)優(yōu)化。例如,乘法器有多種實(shí)現(xiàn)方式,, 相應(yīng)地會(huì)產(chǎn)生多種時(shí)序,、功耗及面積,如何根據(jù)目標(biāo)設(shè)定選出最合適的結(jié)構(gòu)將對(duì)最后的綜合結(jié)果有重大影響,。
?。?)與工藝無(wú)關(guān)的時(shí)序邏輯及組合邏輯優(yōu)化。時(shí)序邏輯優(yōu)化主要對(duì)有限狀態(tài)機(jī)(Finite State Machine)及寄存器進(jìn)行優(yōu)化,,組合邏輯優(yōu)化主要對(duì)布爾函數(shù)進(jìn)行優(yōu)化,。
(4)將優(yōu)化完的時(shí)序及組合邏輯轉(zhuǎn)換成邏輯門級(jí)的電路網(wǎng)表,。此時(shí)因各個(gè)邏輯門有準(zhǔn)確的時(shí)序,、功耗及面積數(shù)據(jù),即可執(zhí)行與工藝有關(guān)的最后優(yōu)化,。
完成上述過(guò)程后,,邏輯綜合工具即生成經(jīng)過(guò)優(yōu)化的邏輯門級(jí)電路網(wǎng)表,輸出的門級(jí)電路網(wǎng)表的邏輯功能必須與原有寄存器傳輸級(jí)電路功能保持一致,。
隨著集成電路規(guī)模的不斷增大和制造工藝尺寸的不斷減小,,為了更準(zhǔn)確地評(píng)估芯片的時(shí)序和面積,邏輯綜合工具需預(yù)先考慮后段布局布線效應(yīng)以實(shí)現(xiàn)前后段設(shè)計(jì)的一致性,。同時(shí),,為了提高邏輯綜合工具運(yùn)行效率,邏輯綜合工具必須采用層次化及并行技術(shù)實(shí)現(xiàn),。
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