数字门级电路可分为两大类:组合逻辑和时序逻辑。锁存器是组合逻辑和时序逻辑的一个交叉点,在后面会作为单独的主题处理。
利用工具将RTL代码转化为门级网表的过程称为逻辑综合。综合一个设计的过程,从读取RTL代码开始,通过时序约束关系,映射产生一个门级网表。
出于前端设计和验证目的,综合的主要输出是门级网表。网络列表是组件和将这些组件连接在一起的导线(称为网络)的列表。网络列表中引用的组件将是用于实现所需功能的ASIC标准单元或FPGA门阵列块。此网络列表可以有多种格式,包括EDIF、VHDL、Verilog2001或SystemVerilog。本系列文章仅使用SystemVerilog输出。
集成电路是由硅晶圆(wafer)切割出来的芯片(die)组成的。每个晶圆可以切割出数百个芯片。
verilog编程建议 1、不使用初始化语句; 2、不使用延时语句; 3、不使用循环次数不确定的语句,如:forever,while等; 4、尽量采用同步方式设计电路; 5、尽量采用行为语句完成设计; 6、always过程块描述组合逻辑,应在敏感信号表中列出所有的输入信号; 7、所有的内部寄存器都应该可以被复位; 8、用户自定义原件(UDP元件)是不能被综合的。 一:基本变量 Verilog中的变量有线网类型和寄存器类型。线网型变量综合成wire。 而寄存器可能综合成wire,锁存器和触发器,还有可能被优化
本文主要介绍VCS门级网表的仿真。当我们把所写的RTL进行的功能仿真通过之后,便输入到 Design Compiler工具中进行逻辑综合,逻辑综合的结果便是RTL代码转化为由与、或、非等门电路和触发器组成的电路,称为门级网表(netlist)。门级网表中便包含了电路的实际信息,例如逻辑门单元的扇入扇出系数,延迟等等。因此在逻辑综合完成之后,需要对网表再进行仿真验证,防止出现意想不到的错误。
对进行时序路径、工作环境、设计规则等进行约束完成之后,DC就可以进行综合、优化时序了,DC的优化步骤将在下面进行讲解。然而,当普通模式下不能进行优化的,就需要我们进行编写脚本来改进DC的优化来达到时序要求。理论部分以逻辑综合为主,不涉及物理库信息。在实战部分,我们将在DC的拓扑模式下进行。(本文主要参考虞希清的《专用集成电路设计实用教程》来写的总结整理与实验拓展)主要内容有:
① 设计之前,准备好库、HDL代码的思想、约束生成;然后根据设计思想用 RTL 源码详细地、完整地为设计建立模型、定义设计中寄存器结构和数目、定义设计中的组合电路功能、定义设计中寄存器时钟等等的设计规格和实现。
有许多已经使用了一段时间的功耗降低方法,这些方法都是成熟的技术。本章描述了一些低功耗设计的方法。
三种语句表达式的值是按从上到下的顺序来与分支条件的比较,如果相等,则不再与下面的分支相比较而直接执行该分支的语句
在Vivado Design Suite中,Vivado综合能够合成多种类型的属性。在大多数情况下,这些属性具有相同的语法和相同的行为。
掌握常见逻辑门的等价变换是手工做网表ECO重要技能。比如,与门和或门的互换、与/或跟选择器的互换、DFF的SET和RESET互换、DFF上升沿和下降沿的互换等。下面介绍与门和或门的互换方法:
经过几周的更新,SV核心部分用户自定义类型和包内容已更新完毕,接下来就是RTL表达式和运算符。
选自Nvidia 机器之心编译 随着摩尔定律的放缓,在相同的技术工艺节点上开发能够提升芯片性能的其他技术变得越来越重要。在这项研究中,英伟达使用深度强化学习方法设计尺寸更小、速度更快和更加高效的算术电路,从而为芯片提供更高的性能。 大量的算术电路阵列为英伟达 GPU 提供了动力,以实现前所未有的 AI、高性能计算和计算机图形加速。因此,改进这些算术电路的设计对于提升 GPU 性能和效率而言至关重要。 如果 AI 学习设计这些电路会怎么样呢?在近期英伟达的论文《PrefixRL: Optimization
· System Creation(系统生成) · System Verification and Analysis(系统验证与分析) · Design Planning(设计规划) · Physical Synthesis(物理综合) · Design for Manufacturing(可制造设计) · Design for Verification(可验证设计) · Test Automation(自动化测试) · Deep Submicron, Signal and Layout Integrity(深亚微米技术、信号与规划完整性技术) · Intellectual Property and Design Reuse Technology(IP 核与设计重用技术) · Standard and Custom Block Design(标准和定制模块设计) · Chip Assembly(芯片集成) · Final Verification(最终验证) · Fabrication and Packaging(制造与封装设计工具) · Technology CAD(TCAD)(工艺计算机辅助设计技术) 主要包括以下工具: 1.VCS( verilog compiled simulator ) VCS是编译型Verilog模拟器,它完全支持OVI标准的Verilog HDL语言、PLI和SDF。 VCS具有目前行业中最高的模拟性能,其出色的内存管理能力足以支持千万门级的ASIC设计,而其模拟精度也完全满足深亚微米ASIC Sign-Off的要求。VCS结合了节拍式算法和事件驱动算法,具有高性能、大规模和高精度的特点,适用于从行为级、RTL到Sign-Off等各个阶段。VCS已经将CoverMeter中所有的覆盖率测试功能集成,并提供VeraLite、CycleC等智能验证方法。VCS和Scirocco也支持混合语言仿真。VCS和Scirocco都集成了Virsim图形用户界面,它提供了对模拟结果的交互和后处理分析。VCS 2009.12 Linux 验证库建立在经实践验证的DesignWare验证IP的基准上,并添加了对Synopsys的参考验证方法学(RVM)和本征测试平台的支持,能够实现覆盖率驱动的测试平台方法学,而且其运行时间性能提高了5倍。 VCS 2009.12 Linux 验证库是业界范围最广的基于标准的验证IP产品组合,可以方便地集成到Verilog、SystmVerilog、VHDL和Openvera的测试平台中,用于生成总线通信以及协议违反检查。监测器提供了综合全面的报告,显示了对总线通信协议的功能覆盖率。VCS验证库的验证IP也包含在DesignWare库中,或作为独立的套件购买。主要优势: ● 业界范围最广的IP产品组合; ● 采用VCS & Pioneer NTB时,仿真性能有显著的提高; ● 可充分进行配置,达成对测试的更好控制和更快的开发测试易于使用的界面,并且提供测试平台示例,加快学习速度,并加速测试平台的开发过。 2.DC( Design Compiler ) Design Compiler为Synopsys公司逻辑合成工具。DC得到全球60多个半导体厂商、380多个工艺库的支持。据最新Dataquest的统计,Synopsys的逻辑综合工具占据91%的市场份额。DC是十多年来工业界标准的逻辑综合工具,也是Synopsys最核心的产品。它使IC设计者在最短的时间内最佳的利用硅片完成设计。它根据设计描述和约束条件并针对特定的工艺库自动综合出一个优化的门级电路。它可以接受多种输入格式,如硬件描述语言、原理图和网表等,并产生多种性能报告,在缩短设计时间的同时提高设计性能。Synopsys发布的最新版Design Compiler综合解决方案--Design Compiler。新版本扩展了拓扑技术,以加速采用先进低功耗和测试技术的设计收敛,帮助设计人员提高生产效率和IC性能。拓扑技术可帮助设计人员正确评估芯片在综合过程中的功耗,在设计早期解决所有功耗问题。此外,还支持Design Compiler中新的测试压缩技术,在实现高质量测试的同时,减少测试时间和测试数据量超过100倍,并减少后续物理实现阶段由于测试电路带来的可能的布线拥塞。 新的Design Compiler采用了多项创新综合技术,如自适应retiming和功耗驱动门控时钟,性能较以前版本平均提高8%,面积减少4%,功耗降低5%。此外,Synopsys Formality等效检测解决方案得到了增强,能够独立、彻底地验证这些技术,因此设计者无需舍去验证就可以实现更高的性能。 美国加利福尼亚州山景城,2010年4月6日--全球领先的半导体设计、验证和制造
NVIDIA于2020年在IEEE Micro上刊出了一篇题为 “Accelerating Chip Design with Machine Learning”的文章。该文章总结了NV在AI for EDA领域做的研究工作,包括设计空间探索、功耗分析、可布线性预测、模拟芯片设计等,并提出了AI 辅助芯片设计的一些愿景。
在文章行波进位加/减法器的硬件开销和性能分析中我们仔细分析了行波进位加法器的硬件开销和性能问题。
.ddc文件包含许多丰富信息,如映射的门电路信息与网表、寄生参数、.v的网表、SDF标准延时信息、SDC约束、工作条件等信息。
1958年,德克萨斯仪器公司(Texas Instrument)的年轻电气工程师杰克·基尔比(Jack Kilby)发明了如何将电路元件、晶体管、电阻器和电容器放置在一小块锗上。但在1958年之前,很多革命性的想法已经被发表和概念化。
导读:最近几年,FPGA越来越火。微软甚至曾表示要数据中心里,使用FPGA“代替”CPU。FPGA英文全称是Field Programmable Gate Array,即现场可编程门阵列。本文就为你科普一下FPGA的一般设计流程。
任何ASIC设计的核心都包含一组逻辑单元的工艺库,库可以包含每个单元的功能描述、时序、面积及其他相关信息。在转换为可被Synopsys应用程序使用的格式前,Library Compiler(LC)会分析文本信息的完整性与正确性。
保持时间的目的是防止下一次的数据传输过快,将本次的数据冲刷掉,是对上次数据时间的约束。经过Tsu建立时间之后,触发器进入建立时间阶段,在该阶段最担心的问题是下一次的数据来的太快,导致还未满足保持时间的要求。
---- 新智元报道 编辑:LRS 【新智元导读】EDA历史上最重要的人物! 作为全球最大的芯片设计软件供应商,新思科技(Synopsys)是如何逐步称霸半导体行业的? 摩尔定律逐渐失效,未来芯片设计该走向何方? 最近IEEE Spectrum发表了一篇对新思科技的董事长兼首席执行官阿特·德吉亚斯(Aart de Geus)的专访,全面介绍了他是如何开创电子设计自动化、管理技巧、科技行业的裁员问题以及工程过渡发展带来的气候问题。 新思科技是全球最大的电子设计自动化(EDA)软件工具厂商之一,为全
一个高效的RTL工程是在最佳设计约束下工作,并使用最少数量的逻辑门。--By suisuisi
参考资料[1]博客首页[2]还记得去年应届生秋招,出身于FPGA的同学大多数都去找了IC前端设计的工作,由于都是逻辑设计,都是相通的,倒是没有什么问题,但对于IC的基础知识还是有必要了解一二。今天所讲的主题是ASIC设计流程,据回忆,这是笔试出场率很高的一个问题。且从我个人的经验来看,能清晰了解这一个完整过程的人寥寥无几。这里参考中外文以及互联网资料,写一篇ASIC设计流程文章供大家参考,文中有不妥之处,还望批评指正,谢谢!
在 Flow Navigator 中点击设置, 然后选择Synthesis,或者 selectFlow > Settings > Synthesis Settings。如图1所示:
扇入系数是指门电路允许的输入端数目。一般门电路的扇入系数为1—5,最多不超过8。扇出系数是指一个门的输出端所驱动同类型门的个数,或称负载能力。一般门电路的扇出系数为8,驱动器的扇出系数可达25。扇出系数体现了门电路的负载能力。
电源门控区域的每个接口都需要管理。我们需要确保该区域的电源关闭不会导致在任何电源模块的输入中出现短路电流。我们还需要确保下电块的浮点输出不会导致上电块的虚假行为。
数字系统设计中有三个重要的设计级别概念:行为级(Behavior Level)、寄存器传输级(Register Transfer Level)和门级(Gate level)。其中,
Guidance > Reference > Implementation > Setup > Match > Verify >Debug
本文的主要内容是讲解(约束针对的是逻辑综合下的约束,而实战部分则是在DC的拓扑模式下进行):
SystemVerilog既是一种硬件设计语言,也是一种硬件验证语言。IEEE SystemVerilog官方标准没有区分这两个目标,也没有指定完整SystemVerilog语言的可综合子集。相反,IEEE让提供RTL综合编译器的公司来定义特定产品支持哪些SystemVerilog语言结构。
接下来很长一段时间都将进行FPGA的表述,中间也不时的发一些设计硬件电路和嵌入式开发的讲解,如果对FPGA也还不知道是什么东西的朋友可以自己上网了解,反正一个字表述就是:“强”,还有呢就是以后的表达以Verilog这个硬件描述语言进行,VHDL是真的打扰了,感觉太严谨,不适合我的编程习惯。
3 CLASSIFICATION OF GRAPH NEURAL NETWORKS
在同步电路设计中,时序是一个非常重要的因素,它决定了电路能否以预期的时钟速率运行。为了验证电路的时序性能,我们需要进行静态时序分析,即在最坏情况下检查所有可能的时序违规路径,而不需要测试向量和动态仿真。本文将介绍静态时序分析的基本概念和方法,包括时序约束,时序路径,时序裕量,setup检查和hold检查等。
📷 一、FPGA的简介 FPGA(Field- Programmable Gate Array),即现场可编程门阵列,它是在 PAL、GAL、CPLD等可编程器件的基础上进一步发展出来的产物。它是作为专用集成电路(ASIC)领域中的一种半定制电路而出现的,既解决了定制电路的不足,又克服了原有可编程器件门电路数有限的缺点。 FPGA 普遍用于实现数字电路模块,用户可对 FPGA 内部的逻辑模块和 I/O模块重新配置,以实现用户的需求。它还具有静态可重复编程和动态在系统重构的特性,使得硬件的功能可以像软件一样通
请说明 IC 前端整合(RTL To Netlist)所包含的流程,并简要说明一下 Synthesis 的主要任务,以及 Synthesis 的输入和输出。
继续码综合这一趴,可先回顾:《综合 | 概述及 library 检查》跟《综合 | LEF, QRC, DEF》。在读入lib, lef, qrc 之后下一步要读入的就是设计,设计可能是:Verilog, VHDL, SystemVerilog几种硬件描述语言的一种或多种的混杂。
做芯片第一要追求的是功能,在保证功能都满足的情况下追求性能,在性能满足的情况下追求成本,也就是面积。当然功耗也十分重要。
在 HLS 中描述组合任务非常重要,因为它直接影响整个系统的性能。这里我举一个简单的例子来解释一下这个问题。
芯片设计既是一门艺术,也是一项极为复杂的工程,并且设计的风险和研发成本也越来越高昂。
由于动态功耗与电压的平方成比例,降低片上的Vdd有助于显著降低功耗。不幸的是,降低电压也增加了设计中的门的延迟。考虑图2-3中的例子。在这里,高速缓存RAM在最高电压下运行,因为它们处于关键的时间路径上。CPU的性能决定了系统的性能,因此CPU需要在高电压下运行。但是它可以在比缓存略低的电压下运行,并且仍然具有由缓存速度决定的CPU子系统的总体性能。芯片的其余部分可以在较低的电压下运行仍然不会影响整个系统的性能。通常,芯片的其余部分运行的频率也比CPU低得多。
参考:CDC跨时钟域处理及相应的时序约束【set_clock_groups】【set_max_delay】【FPGA探索者】
FPGA(Field-Programmable Gate Array,现场可编程门阵列)作为数字系统设计领域的明星,以其灵活性和高性能受到广泛青睐。本文旨在深入浅出地介绍FPGA的核心理论概念、学习过程中常见的问题及易错点,并提供实用建议帮助你避免这些陷阱。同时,我们还将通过代码示例让你对FPGA编程有更直观的理解。
从大学时代第一次接触FPGA至今已有10多年的时间,至今记得当初第一次在EDA实验平台上完成数字秒表、抢答器、密码锁等实验时那个兴奋劲。当时由于没有接触到HDL硬件描述语言,设计都是在MAX+plus II原理图环境下用74系列逻辑器件搭建起来的。
在同步电路中,时钟信号连接所有的寄存器和锁存器,是整个电路工作的基本保障。然而从时钟的根节点到每个寄存器时钟端的延时,由于走的路径不相同,到达的时间也不相同
在过去的 20 年里,集成电路 (IC) 行业的发展是难以想象的,我们现在正在见证下一阶段的变化。为了利用半导体工艺的进步带来的机遇,需要不断开发新的工具和方法,以便使用这些技术的设计工程师尽可能地提高生产力。机器学习(ML)也已经发展到现在似乎每个人都在使用的工具之一,但是ML对芯片设计意味着什么?是否ML确实是芯片设计的未来?
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