网站建设哪里最好接单子,世界500强企业名单排名,广告设计公司品牌设计,网页设计素材网站大全对于前端设计人员#xff0c;经常会需要一个MUX来对工作模式#xff0c;数据路径进行明确#xff08;explicit#xff09;的声明#xff0c;这个对于中后端工程师下约束也很重要。这里介绍一种巧用的RTL原语#xff0c;实现MUX的方法。闲言少叙#xff0c;ICerGo#x…对于前端设计人员经常会需要一个MUX来对工作模式数据路径进行明确explicit的声明这个对于中后端工程师下约束也很重要。这里介绍一种巧用的RTL原语实现MUX的方法。闲言少叙ICerGo
为了在最终网表里边实现确实的MUX通常有两种方式。
RTL designer采用了手动实例化(instance)工艺的MUX来实现MUX。但是对于RTL在不同工艺下使用却造成了一些不便。一种使用脚本替换的方法即在综合elaboration的数据库上进行对标工艺的硬替换replace这样也需要一套脚本流程。 上述方法可以实现MUX但是灵活度不是很好也需要额外的流程和代码量。这里看看DC的解决策略。
RTL原语
DC在做HDL分析解析analyzeelaboration)的时候会对RTL里边的一些原语进行识别譬如在verilog里边可以这样使用
verilog_code // synopsys RTL_primitive 这里的primitive是一整套RTL配置里边有一个功能就是可以对RTL的MUX功能进行有效映射。所以通过这个RTL 原语就可以实现设计出MUX的诉求。
带入RTL原语的elaborate
DC的综合阶段首先是尝试把RTL的逻辑关系影射成为功能描述库也就是我们常说的GTECH库。但是对于下列两种情况会做较特殊的处理
使用case搭建的语句DC 默认会处理成SELECT_OP类型沿触发/电平触发的时序逻辑语句DC 默认会处理成SEQGEN类型 这里暂不作展开
对于SELECT_OP类型的逻辑转化通常来自于类似下列的语句 DC对于上述语句在elaborate阶段将其转换成为了SELECT_OP至于最终实现的器件类型并不明确。 按照DC的规则compile会根据实际的时序面积等考虑DC会决断把SELECT_OP实现为一个与或非逻辑或者是一个MUX逻辑。相对于RTL实例化一个MUX而言这里就会带来一些不确定性。 基于此通过对RTL进行原语级别的配置让elaborate对case的结果进行约束。示例语法如下
可以看到这里的采用了infer_mux infer推断的原语。这个原语可以指导DC对这里的case语句进行MUX_OP实现方式的推断而非使用默认的SELECT_OP作替换。 通过上例可以看到同样的代码在使用infer_mux和不使用的情形下DC的elaborate给出了不同的答案。
不使用infer_mux映射为SELECT_OP_4.1_4.1_1: 四输入一输出的组合逻辑结构使用infer_mux映射为MUX_OP_4_2_1四输入二选择一输出的MUX结构 由于DC的compile/compile_ultra命令是基于elaborate的映射结果所以这里距离完全实现目标就剩compile一个步骤了。
被改善compile结果
Compile完成后通过verdi打开可以很方便的查验到结构图 可以看到DC工具在infer_mux的dout[0]通路上使用了一个四输入的MUX做了实现但是在dout[1]的通路上选择的常规的与或非逻辑作实现。 DC这样做是有它的道理的在本案例中穿过dout[0]和dout[1]的时序都是满足的这个时候DC会有先使用面积小的进行实现dout[1]逻辑但是会依赖infer_mux的指引实现dout[0]上的逻辑
dout[0]上的MUX4面积 98.76dout[1]的与或非逻辑面积70.092 所以在原语的控制下DC强制使用了MUX而对于其他部分DC其实是做了更为优化的选择譬如这里的面积优先选择机制。
MUX树的创建
除过RTL代码保持平滑度的好处外原语的另一个好处是可以让工具自动选择合适的MUX进行结果构建。譬如当前工艺库最大提供了四输入MUX如果是一个较大扇入fan-in的MUX需求DC工具可以友好的进行自动“拓展”灵活构建一个MUX Tree 达到用户需要的结果 譬如下例RTL书写了一个八输入MUX elaborate后DC将它正确识别成了八输入三控制一输出的MUXMUX_OP_8_3_1_1 工艺库并没有八输入这个大的MUX这个时候如果使用手动构建会比较复杂。但是DC却可以做自动“拓展”使用了两个MUX4外加一个MUX2完成了这个MUX tree的构建 compile完成后通过查看网表可以看到这里最终是一个MUX tree来实现这个八输入MUX见下图 可以看到DC先是放了两个平行的四输入的MUX进行选择然后进入到一个两输入的MUX做最后的决断。
作为比对这里的dout[4]并未采用infer_mux 作实现可以看到DC使用了常规的与或非结构进行了实现 使用RTL原语的方法对于设计人员的工作量大为减少并且可以不依赖工艺库DC工具甚至可以自动构建MUX tree达到了事半功倍的效果。
【敲黑板划重点】 RTL原语是DC对于RTL的一个特殊指令通过这套系统可以对elaborate进行显性explicity 的干预设计人员可以灵活使用将设计理念完整的传递到中后端。
参考资料
Synopsys Design Compiler® User Guide
