高级综合中符号多项式方法的应用及接口综合

论文摘要

电子系统的设计复杂性和系统功能一直在呈几何级数增长,全球的竞争又加剧了产品开发周期的缩短。因此,对电子设计自动化工具的需求越来越迫切,要求也日益提高,这一切促进了EDA的发展,加速了设计方法和设计工具的更新换代。 当前存在的高级综合工具能有效地处理硬件的HDL模型,把它们映射成控制数据流图(CDFGs),接着完成调度、资源共享、重定时和控制器综合。然而,现有的高级综合工具由于不能自动地综合数据路径,所以也不能智能地使用复杂算术库模块。本文中,首先介绍了Gr(?)bner基和Buchberger算法,这是本文研究的理论基础;接着提出了两个改进的数据流映射算法,第一个算法是改进的最小元件分解算法,该算法把高级描述的数据流部分映射到预先优化过的算术库元件模块上,以元件数量最少为主要优化目标,如果有多个解则分别考虑各个解所用元件的功耗之和,选择功耗最小的那个解。但由于在很多应用中,生成电路的功耗要求更重要,本文又提出了第二个改进的分解算法—最小功耗分解算法,该算法完全以功耗最小为优化目标,并使用表达式控制技术指导多项式分解中的边关系选择。本文提出的改进算法不但改进了当前的高级综合工具的能力,也提高了设计者的生产效率。 为了自动地进行设计重用,需要研究连接系统元件的方法,本文接着研究了自动生成硬件子系统间接口的过程。接口的基本目的是方便数据传输,数掘可能是地址、命令、内存地址指定的值或者这些的组合。为了使具有不同数据传输协议的硬件子系统互相通信,本文提出的方法把这些协议映射成标准的通信方案,而这个方案可以用一个足以满足任何目标接口要求的接口构架来实现。本文的方法能够生成给定了HDL模型的两个硬件子系统间的精确的同步接口。

论文目录

• 第1章 绪论
• 1.1 数字系统设计自动化技术
• 1.1.1 数字系统设计自动化技术的演变
• 1.1.2 数字系统建模技术
• 1.1.3 高层次综合技术
• 1.2 SOC设计的特点
• 1.3 SOC设计方法学的发展趋势
• 1.4 课题的研究意义
• 1.5 本文的主要内容及结构安排
• 第2章 符号代数理论
• 2.1 符号计算机代数
• 2.2 基本的可交换代数
• 2.3 Grobner Basis理论
• 2.4 本章小结
• 第3章 高级数据流综合
• 3.1 相关工作
• 3.2 Grobner Basis和数据路径综合
• 3.3 符号代数和库映射
• 3.4 低功耗设计
• 3.5 改进的最小元件分解算法
• 3.5.1 最小元件分解算法的例子
• 3.6 最小功耗分解算法
• 3.7 表达式控制技术
• 3.7.1 树高缩减
• 3.7.2 因子分解和展开
• 3.7.3 Horner形式
• 3.7.4 变量替换和消去
• 3.8 实验结果
• 3.9 本章小结
• 第4章 硬件元件的接口综合
• 4.1 概述
• 4.2 接口构架
• 4.2.1 构架块
• 4.2.2 通信体制
• 4.3 状态机生成
• 4.3.1 元件模型
• 4.3.2 协议转换算法
• 4.3.3 数据路径转换
• 4.4 本章小结
• 结论
• 参考文献
• 攻读硕士学位期间发表的论文
• 致谢