芯片設(shè)計之Quarus 工具部分功能簡介

Quarus Ⅱ工具邏輯綜合的選項設(shè)置窗口如圖一所示，類似AISC邏輯綜合過程中的約束步驟，設(shè)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(shè)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(shè)計人員自主編寫的代碼，Quarus Ⅱ工具會從設(shè)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(yīng)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(luò)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(shè)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(xué)堂在線《IC設(shè)計與方法》

布局布線可以采取幾種不同的方式。在初期設(shè)計過程中，需驗證設(shè)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(dāng)設(shè)計功能調(diào)整完成，需要采用緊湊的設(shè)計實現(xiàn)更優(yōu)的性能，可以選取標(biāo)準(zhǔn)布線方式，使設(shè)計達到最好的布局布線效果。

圖片來源：學(xué)堂在線《IC設(shè)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(cè)，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(fù)雜芯片中，IO引腳可能會有多個Bank（根據(jù)網(wǎng)絡(luò)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(xué)堂在線《IC設(shè)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(fù)位信號專用引腳、存儲器相關(guān)引腳等，設(shè)計人員需要分析特殊引腳功能是否與所設(shè)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(jié)果，在分析結(jié)果中給出詳細(xì)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(guān)分析文件、相關(guān)輸出引腳的負(fù)載等信息均可以在相關(guān)窗口中獲取。

圖二，圖片來源：學(xué)堂在線《IC設(shè)計與方法》

審核編輯 ：李倩