怎樣分析PLD（可編程器件）邏輯綜合結(jié)果是否正確呢

PLD（可編程器件）邏輯綜合步驟結(jié)束后，需要分析邏輯綜合結(jié)果是否正確。

Quarus Ⅱ工具提供四種手段分析邏輯綜合結(jié)果，包括：RTL Viewer、TechnologyViewer、PowerPlay Power Analyzer Tool、State MachineViewer。

RTL Viewer、TechnologyViewer是圖形分析工具，通過(guò)圖形方式分析邏輯綜合結(jié)果。PowerPlay Power Analyzer Tool是功耗分析工具，設(shè)計(jì)人員可以通過(guò)該工具分析電路功耗。State MachineViewer是狀態(tài)機(jī)分析工具，設(shè)計(jì)人員可以通過(guò)該工具判斷電路的狀態(tài)機(jī)是否正確。

圖一是RTL Viewer的界面，Technology Viewer與RTL Viewer的分析結(jié)果展示形式類似。RTL Viewer可以通過(guò)原理圖的方式展示RTL電路（RTL層級(jí)是使用代碼設(shè)計(jì)芯片的一個(gè)層級(jí)）映射的門級(jí)網(wǎng)單。

圖一左側(cè)展示了門級(jí)網(wǎng)單所用元器件或模塊的名稱及其引腳的名稱，圖一右側(cè)展示了各元器件或模塊的連接關(guān)系。

設(shè)計(jì)人員可以在RTL Viewer界面進(jìn)行操作，如對(duì)某些信號(hào)或路徑進(jìn)行約束操作。

相比于RTL Viewer，Technology Viewer可以直接展示出門級(jí)網(wǎng)單的門級(jí)連接，門級(jí)連接較RTL級(jí)連接更底層，設(shè)計(jì)人員可以通過(guò)Technology Viewer在門級(jí)層級(jí)對(duì)電路進(jìn)行約束和調(diào)試等操作（根據(jù)課程介紹理解，RTL Viewer所展示的層級(jí)也可以從RTL層級(jí)轉(zhuǎn)換到門級(jí)層級(jí)，設(shè)計(jì)人員雙擊模塊可以進(jìn)入模塊的底層結(jié)構(gòu)，即門級(jí)結(jié)構(gòu)）。

圖一，圖片來(lái)源：學(xué)堂在線《IC設(shè)計(jì)與方法》

圖二是PowerPlay Power Analyzer Tool的界面，設(shè)計(jì)人員可通過(guò)該界面進(jìn)行功耗分析。

功耗分析在芯片設(shè)計(jì)中很重要。對(duì)于便攜式的設(shè)計(jì)，要求整個(gè)電路的功耗低；對(duì)于服務(wù)器級(jí)的或復(fù)雜的系統(tǒng)，因?yàn)樾酒臅?huì)達(dá)到幾瓦（W），甚至幾十瓦（W），也要求設(shè)計(jì)出低功耗的芯片。

功耗分析基于功耗的計(jì)算公式：

W=CV2f

其中，W表示功耗，C表示等效電路的負(fù)載，V表示芯片工作的電源電壓，f表示芯片工作頻率。

等效電路的負(fù)載和芯片的工作頻率需要通過(guò)布局布線結(jié)束的電路圖中計(jì)算得出。除此之外，還需通過(guò)對(duì)門級(jí)電路仿真得出任意一個(gè)節(jié)點(diǎn)（根據(jù)網(wǎng)絡(luò)資料理解：能夠發(fā)送、接受、轉(zhuǎn)發(fā)的位置）的工作波形進(jìn)行分析，得出每個(gè)節(jié)點(diǎn)在一定時(shí)間的波形翻轉(zhuǎn)次數(shù)，確定芯片的工作頻率（含個(gè)人理解）。

PowerPlay Power Analyzer Tool的界面需設(shè)置每個(gè)節(jié)點(diǎn)波形的翻轉(zhuǎn)率（個(gè)人理解：在一定時(shí)間的波形翻轉(zhuǎn)次數(shù)）。共有三種設(shè)置方式：

（1）沒(méi)經(jīng)過(guò)門級(jí)仿真時(shí)，設(shè)計(jì)人員不知道每個(gè)節(jié)點(diǎn)翻轉(zhuǎn)率，可以設(shè)置默認(rèn)翻轉(zhuǎn)率12.5%，通過(guò)這種方式計(jì)算的功耗是估計(jì)值。

（2）經(jīng)過(guò)門級(jí)仿真后，得出準(zhǔn)確的翻轉(zhuǎn)信息，通過(guò)仿真工具提供的文本文件設(shè)置翻轉(zhuǎn)率。

（3）經(jīng)過(guò)門級(jí)仿真后，得出準(zhǔn)確的翻轉(zhuǎn)信息，將仿真工具提供的VCD格式文件輸入到功耗分析工具設(shè)置翻轉(zhuǎn)率。

圖二，圖片來(lái)源：學(xué)堂在線《IC設(shè)計(jì)與方法》

圖三是功耗分析的結(jié)果界面，分析報(bào)告結(jié)果包括芯片的總功耗、詳細(xì)功耗、電路不同區(qū)域的功耗、不同信號(hào)及翻轉(zhuǎn)率的功耗。

圖三，圖片來(lái)源：學(xué)堂在線《IC設(shè)計(jì)與方法》

根據(jù)網(wǎng)絡(luò)資料，通過(guò)State Machine Viewer，設(shè)計(jì)人員可以得到如圖四狀態(tài)轉(zhuǎn)移圖。個(gè)人理解，設(shè)計(jì)人員可以根據(jù)圖四分析各個(gè)狀態(tài)之間的轉(zhuǎn)換關(guān)系。

圖四，圖片來(lái)源：百度文庫(kù)《EDA實(shí)驗(yàn)報(bào)告四(狀態(tài)機(jī)實(shí)現(xiàn)序列檢測(cè)器的設(shè)計(jì))》

審核編輯：劉清