芯片設計之Quarus 工具部分功能簡介

Quarus Ⅱ工具邏輯綜合的選項設置窗口如圖一所示，類似AISC邏輯綜合過程中的約束步驟，設計人員可以通過Quarus Ⅱ工具采用適合的手段對PLD（可編程器件）進行約束和優(yōu)化。

Quarus Ⅱ工具的約束包括三種：速度優(yōu)先、面積優(yōu)先、速度和面積平衡考慮。

Quarus Ⅱ工具可以使用宏單元進行邏輯優(yōu)化，該宏單元是可編程器件生產(chǎn)商設計完成的固定模塊如加法器、乘法器等。上述宏單元的效用優(yōu)于設計人員自主編寫的代碼，Quarus Ⅱ工具會從設計人員自主編寫的代碼中自動提煉出與宏單元有相同功能的代碼，并采用宏單元替換上述代碼。

Quarus Ⅱ工具中，有限狀態(tài)機（是一種用來進行對象行為建模的工具，作用是描述對象在其生命周期內(nèi)所經(jīng)歷的狀態(tài)序列，以及如何響應來自外界的各種事件）的狀態(tài)編碼（個人理解：對有限狀態(tài)機的各種狀態(tài)的編號）有三種方式：Auto（自動選擇方式）、One-Hot（根據(jù)網(wǎng)絡資料理解：一位有效方式，通過將編碼中"1"左移編號，如010的下一個編號是100，而不是011）、Minimal Bit（個人理解：占用最小空間的方式）。

如果芯片設計代碼的有限狀態(tài)機未采用明確的狀態(tài)編碼方式，計算機會自動選擇合適的狀態(tài)機編碼方式，提高編碼效率。

圖一，圖片來源：學堂在線《IC設計與方法》

布局布線可以采取幾種不同的方式。在初期設計過程中，需驗證設計功能是否正確，不需過多考慮芯片的效率，可以選取快速布局的方式，1小時可以完成布局布線。當設計功能調(diào)整完成，需要采用緊湊的設計實現(xiàn)更優(yōu)的性能，可以選取標準布線方式，使設計達到最好的布局布線效果。

圖片來源：學堂在線《IC設計與方法》

IO引腳指定需要注意：

（1）通常會將數(shù)據(jù)總線的八位或十六位分布在同一方向，以使引腳位置可以處于芯片同一側，且不給某一引腳指定具體名字。這種方式可以增加布局布線的靈活性，使布局布線實現(xiàn)線長最短、性能最好。

（2）在復雜芯片中，IO引腳可能會有多個Bank（根據(jù)網(wǎng)絡資料，個人理解為具有相同特征的一組輸入輸出信號）。每個Bank中的供電電壓和驅(qū)動方式等相同，也可以增加布局布線的靈活性。

圖片來源：學堂在線《IC設計與方法》

通常，IO引腳指定完成后，需進行IO引腳指定分析。需進行IO引腳指定分析的原因：可編程器件的一些IO引腳具有特殊功能，如時鐘專用引腳、復位信號專用引腳、存儲器相關引腳等，設計人員需要分析特殊引腳功能是否與所設計的IO引腳指定是否有沖突，并避免沖突。

圖二展示了IO引腳指定分析結果，在分析結果中給出詳細的IO分配表，IO分配表可用于后續(xù)PCB（印刷電路板，個人理解芯片實現(xiàn)具體功能所需的電路板）布線工具分析。除此之外，IO引腳的相關分析文件、相關輸出引腳的負載等信息均可以在相關窗口中獲取。

圖二，圖片來源：學堂在線《IC設計與方法》

審核編輯 ：李倩