至芯FPGA課程之綜合理論分享

一、綜合理論基礎(chǔ)

綜合理論，稱為綜合目的編碼風(fēng)格（Coding Style for Synthesis），和非綜合目的編碼風(fēng)格（Coding Style for NonSynthesis）。

綜合目的編碼，是指：

什么樣的代碼或代碼塊，對(duì)應(yīng)綜合結(jié)果的什么樣的電路（What Statements is What Circuit）

需要什么電路，應(yīng)該使用什么樣的代碼描述（What Circuit is What Statements）

根據(jù)綜合理論的發(fā)展和HDL語言的發(fā)展，西方理論界提出綜合友好的概念，即EDA的工程師，必須知道代碼的綜合意義。與西方科學(xué)技術(shù)體系的“形式邏輯”相同，綜合理論也是誕生與“形式邏輯”。

1.1代碼模型分析CMA（Code-Model Analysis）

綜合理論的基礎(chǔ)是代碼模型分析：

代碼行中，被驅(qū)動(dòng)的信號(hào)（賦值號(hào)左側(cè)的信號(hào)），對(duì)應(yīng)所綜合電路的輸出信號(hào)

代碼行中，被引用的信號(hào)（賦值號(hào)右側(cè)的信號(hào)），對(duì)應(yīng)所綜合電路的輸入信號(hào)

根據(jù)電路的實(shí)際物理，進(jìn)行資源分配。

代碼或代碼塊CB（Code Block），所綜合得到的電路模型，稱為代碼模型CM（Code Model）

例一(顯模Explicit Model)：

1.1.1頂層電路模型

1.1.2頂層描述

1.2并發(fā)語句和順序語句的可綜合性

HDL語言與算法語言類似，需要討論研究編碼順序與綜合意義之間的關(guān)系。在HDL的早期理論界，是這樣定義的：

在HDL的編碼順序中，編寫順序發(fā)生改變，不會(huì)影響綜合結(jié)果的代碼，稱為并發(fā)語句CAS（Concurrent Assignment Statements）

在HDL的編碼順序中，編寫順序發(fā)生改變，將會(huì)影響綜合結(jié)果的代碼，稱為順序語句SAS（Sequential Assignment Statements）

例二(并發(fā)語句例子)：

一個(gè)二選一多路器的邏輯：

布爾表達(dá)式：

改變編碼順序后：

得到：

綜合意義相同，是并發(fā)語句CAS

例三（順序語句例子）

譯碼邏輯真值表：

譯碼邏輯真值表：

綜合意義不同，是順序語句SAS

常用語句的并發(fā)和順序類型表：

二、循環(huán)語句的可綜合性

2.1循環(huán)語句的可綜合性描述

循環(huán)語句中的循環(huán)體，在算法語言中，循環(huán)體的執(zhí)行時(shí)一個(gè)典型的順序過程，但在HDL語言中，用于綜合目的時(shí)，這些循環(huán)體卻是一個(gè)并發(fā)過程，此時(shí)，這些循環(huán)體被綜合器重復(fù)描述，以提高編碼效率。

循環(huán)體中的輸出，不同的循環(huán)變量引用時(shí)，得到不同的輸出，則稱為：并發(fā)循環(huán)，對(duì)應(yīng)的電路框架稱為并發(fā)循環(huán)框架。

循環(huán)體中的輸出，在不同的循環(huán)變量引用時(shí)，得到相同的輸出，則稱為：順序循環(huán)，對(duì)應(yīng)的電路框架稱為順序循環(huán)框架。

行為并發(fā)循環(huán)框架CMA：

行為順序循環(huán)框架CMA：

數(shù)據(jù)流和結(jié)構(gòu)化的CAS循環(huán)框架：

數(shù)據(jù)流和結(jié)構(gòu)化的SAS循環(huán)框架：

2.2循環(huán)語句設(shè)計(jì)例子一

設(shè)計(jì)一個(gè)如下圖所示的具有寬度為8的64輸入端口的異或二叉樹電路：

使用數(shù)學(xué)歸納法，證明循環(huán)語句實(shí)現(xiàn)的可綜合性：

首先將循環(huán)變量修改為一個(gè)很小的基數(shù)，使用結(jié)構(gòu)化建模描述，加以驗(yàn)證。

將基數(shù)加一，仍然使用結(jié)構(gòu)化建模模型，加以驗(yàn)證。

將循環(huán)變量修改為L(zhǎng)PM定制，加入循環(huán)變量，加以驗(yàn)證

將LPM定制的循環(huán)變量加以，加以驗(yàn)證

掃碼加微信邀請(qǐng)您加入FPGA學(xué)習(xí)交流群

歡迎加入至芯科技FPGA微信學(xué)習(xí)交流群，這里有一群優(yōu)秀的FPGA工程師、學(xué)生、老師、這里FPGA技術(shù)交流學(xué)習(xí)氛圍濃厚、相互分享、相互幫助、叫上小伙伴一起加入吧！

點(diǎn)個(gè)在看你最好看