Суворова Е.А., Шейнин Ю.Е. Проектирование цифровых систем на VHDL (2003) (1095892), страница 74
Текст из файла (страница 74)
Создание первоначального описания схемы На этом этапе может быть создано графическое описание или описание на тНР(, проектируемого устройства. Для создания графического описания может быть использован редактор графических представлений схем ОгСАР Саргиге зсйешабс раде ес((гог. Для описания проектируемого устройства на ЧН1.Р может быть использован редактор программ ОгСАР Б(пщЫе ННР(. ргоягатптпзя ег((гог. Рис. 6.1. Файлы проекта на этапе первоначального описания схемы Для создания описания-модели на языке ННОЕ также может использоваться инструментарий, не принадлежащий ОгСАР, в том числе — обычные текстовые редакторы. Кроме того, ОгСАР содержит дополнительный инструментарий, позволяющий использовать в моделях файлы рисунков элементов в форматах Огарьйса! ЕР1Е и Ореп-Р(А.
ОгСАР Саргцге позволяет также создавать рисунки и описания новых элементов, не только размешать их в уже существующих библиотеках, но и формировать новые библиотеки. Для этого может использоваться редактор представления элементов (рап импорт егяг сй Преобразование Рьл в ЧНОЬ Г::"-:Л Проектирование на УНР!. а среде ОгСАС Ехргевв 409 ег!!гог) и редактор библиотек (!!Ьгагу ег!!гог).
Организация проекта на этом этапе представлена на рис. 6.!. Как правило, первоначальное описание схемы производится без учета особенностей физической реализации. Функциональное моделирование На этапе функционального моделирования производится отладка модели и исправление ошибок, а также документирование логики работы схемы. Для выполнения моделирования используется фрейм ОгСАР Яиц!аГе.
Этот фрейм позволяет по заданным значениям входных сигналов определить состояния выходов. Результаты моделирования можно просмотреть в графическом или табличном виде. ОгСАР Бипц!аге позволяет моделировать схемы, представленные в графическом виде в среде ОгСАР Саргцге, описанные на ЧНР1., а также ЕР1Г- описания. Все эти виды описания схемы могут включаться в один проект в различных сочетаниях. При моделировании схем, представленных в графическом виде, используются Ч!ТА1/ЧН01. библиотеки, содержашие описание поведения элементов, представленных графически.
Для моделирования могут быть использованы также Р1.А и ХНЕ файлы, но они должны быть предварительно оттранслированы средствами ОгСАР в ЧН01.. Преобразование в уноь Рис. 6.2. Файлы проекта на этапе функционального моделирования 410 Глава б Для выполнения этого этапа необходимо сформировать наборы значений входных сигналов, применение которых позволяет проконтролировать работу схемы. Наборы значений входных сигналов могут формироваться с использованием соответствующих диалоговых окон или описываться иа ЧНР(..
Организация проекта на этом этапе представлена на рис. 6.2. Если в ходе функционального моделирования были выявлены ошибки, возвращаются к предыдущему этапу и исправляют их. Логический синтез и оптимизация На этапе логического синтеза формируется список связей на уровне логических вентилей.
ОгСАР Ехргезз включает в себя Ехегпр(аг 1ля!с (.совало Бресггцт 1оя!с зупгйез!з для преобразования ЧНРЬ моделей в список связей для дальнейшей его обработки инструментарием, выполняющим размещение и маршрутизацию (р1асе апд гоше) фирм-производителей СБИС. В системах проектирования того класса, который рассматривается в данной книге, термин "логический синтез" (зупг!теыз) соответствует автоматическому преобразованию спецификации проектируемого устройства с уровня КТ(.-проекта в спецификацию проектируемого устройства на уровне вентилей (лаге 1еке! гергезепгаг!оп). Это преобразование зависит от набора базовых ячеек (Ьапйс се!!з), которые имеются для используемой технологии построения СБИС.
Если простые операции (типа сравнения) прямо отображаются в булевские функции и реализующие их логические вентили, то более сложные конструкции ЧНР(.-спецификации на КТ(.-уровне (например, математические операторы) сначала преобразуются в макроячейки (шасгосейз). Библиотека таких макроячеек (гпасгосе11 1!Ьгагу) включает в себя макроячейки для типовых элементов архитектуры системы на СВИС (сумматоры, умножители, регистровые блоки и др.) с готовым их воплощением на уровне вентилей.
Обычно библиотеки макроэлементов разрабатываются для конкретных систем автоматизированного проектирования СБИС и конкретного вида СБИС, в которых они воплощаются в конечном итоге. Состав библиотеки макроячеек в значительной степени определяет возможности той или иной программы автоматизированного синтеза. Библиотеки макроячеек, наряду с файлами КТ)=проекта, используются как входная информация для подсистемы логического синтеза. Необходимо учитывать, что язык ЧНР(. в своей полной версии не является полностью синтезируемым (йй1у зупг!тех!аЫе) языком.
Существующие в настоящее время программы автоматизированного синтеза поддерживают различные подмножества языка ЧНР1.. Этим фактором в значительной степени определяются и описываемые в данной книге ограничения версий языка ЧНР1 в системе ОгСАР Ехргезз. Проектирование на УН0ь в среде ОгСЯО Ехргевв 411 Библиотека макроячеек ЧН01:код тгнОь-код после макрорасширения аничения Булевские уравнения нологическая лиотека Список связей на уровне вентилей Рнс.
6.3. Ограничения (сопвгга~пв), используемые при логическом синтезе и оптимизации по тгнпь-коду Используемая в ОгСАР Ехргезз технология логического синтеза позволяет установить баланс между производительностью разрабатываемой схемы и затрачиваемыми ресурсами (плошадь, занимаемая топологическим рисунком схемы, количество вентилей) путем настройки параметров синтеза. Для различных частей схемы зти параметры могут принимать различные значения. Ограничения (сопзгта(пз), используемые программой логического синтеза, включают в себя два типа ограничений: фиксированные ограничения, определяемые выбранной технологией реализации систем на СБИС и возможностями самой программы синтеза; ограничения, которые задает пользователь — разработчик СБИС.
Пользователь может задавать ограничения на уровне библиотеки макроячеек, на уровне преобразования булевских уравнений, описывающих устройство, и, для проекта в целом, — на уровне логических вентилей (рис. б.3). Заданные пользователем ограничения учитываются программой синтеза и оптимизации. При логическом синтезе, обычными критериями оптимизации генерируемого проекта СБИС на уровне вентилей являются быстродействие и объем аппаратных ресурсов. 412 Глава 6 Например, в схеме можно выделить блоки, для которых существенно быстродействие, кроме того, ОгСА0 Ехргевв Р!цв позволяет определить дополнительные требования к частоте. На результаты синтеза существенное влияние может оказывать стиль спецификации проекта, используемый проектировщиком, стиль программирования на ЧН01.
Поэтому рекомендуется учитывать ряд дополнительных факторов на заключительных этапах проектирования СБИС на ЧН0Ь, на этапе формирования КТ1.-проекта для последующего автоматического логического синтеза. Одной из типовых рекомендаций является учет фактора синтезируемости при декомпозиции проекта, разбиении проекта на синтезируемые блоки (на КТ1; уровне). Известно, что алгоритмы оптимизации систем логического синтеза дают лучшие результаты при относительно небольших (порядка нескольких тысяч вентилей) синтезируемых блоках. Это стоит учитывать при разработке и декомпозиции КТ1;проекта. Так, не следует разделять критические цепи по нескольким синтезируемым блокам.
Некоторую помощь в решении этих проблем дает и система проектирования. Группировка нескольких подмодулей при синтезе позволяет в ряде случаев получить нужный результат без изменения декомпозиции КТЬ-проекта переписыванием программ на уровне ЧН01.. Процесс логического синтеза и оптимизации является итеративным. Количество выполняемых САПР итераций и, соответственно, качество оптимизации можно задать с помощью параметра Мах(пщпт орегаппл вреед — скорость выполнения (регулирует количество итераций процедур оптимизации).
Чем выше скорость выполнения, тем ниже будет качество выполняемой оптимизации. В конце этапа логического синтеза создается список связей (".ЧН0). Этот список создается с учетом требований и возможностей фирмы- производителя, которая будет выполнять физическую реализацию разрабатываемого устройства в СБИС. При создании этого списка, кроме определяемых пользователем ограничений, используются также библиотеки макроячеек и технические библиотеки производителя СБИС.
В результате, сформированное на предыдущих этапах описание схемы преобразуется к виду, в котором все функции реализуются с использованием элементной базы выбранной фирмы-производителя СБИС. Не всегда это преобразование удается выполнить корректно, т. е. таким обризом, чтобы функция, выполняемая схемой, после преобразования осталась прежней. Это связано как с особенностями реализации выбранных библиотек макроячеек, так и с особенностями отображения конструкций языка описания. Если полученное описание оказалось некорректным, необходимо или выбрать другие библиотеки макроячеек, или откорректировать исходное описание модели.
Проектирование на УНО!. вс еде ОгСАО Ехргеаа 413 Размещение и трассировка На этапе размещения и трассировки список связей, полученный в результате логического синтеза, обрабатывается программным обеспечением "р1асе апд гон!е", соответствующим выбранной фирме-производителю. В ходе его выполнения производится размещение логических элементов внутри архитектурных элементов кристалла и определение геометрического расположения линий межсоединений. В ОгСАГ) включен инструментарий, позволяющий обрабатывать на этом этапе и простейшие РА(./СА1/РВОМ схемы устройств.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
